Teknik Sipil

TEKNIK Sipil UU No 28 Tahun 2014 tentang Hak Cipta Fungsi dan sifat hak cipta Pasal 4 Hak Cipta sebagaimana dimaksud dalam Pasal 3 huruf a merupakan hak eksklusif yang terdiri atas hak moral dan hak ekonomi. Pembatasan Pelindungan Pasal 26 Ketentuan sebagaimana dimaksud dalam Pasal 23, Pasal 24, dan Pasal 25 tidak berlaku terhadap: i. penggunaan kutipan singkat ciptaan dan/atau produk hak terkait untuk pelaporan peristiwa aktual yang ditujukan hanya untuk keperluan penyediaan informasi aktual; ii. penggandaan ciptaan dan/atau produk hak terkait hanya untuk kepentingan penelitian ilmu pengetahuan; iii. penggandaan ciptaan dan/atau produk hak terkait hanya untuk keperluan pengajaran, kecuali pertunjukan dan fonogram yang telah dilakukan pengumuman sebagai bahan ajar; dan iv. penggunaan untuk kepentingan pendidikan dan pengembangan ilmu pengetahuan yang memungkinkan suatu ciptaan dan/atau produk hak terkait dapat digunakan tanpa izin pelaku pertunjukan, produser fonogram, atau lembaga penyiaran. Sanksi Pelanggaran Pasal 113 1. Setiap orang yang dengan tanpa hak melakukan pelanggaran hak ekonomi sebagaimana dimaksud dalam Pasal 9 ayat (1) huruf i untuk Penggunaan Secara Komersial dipidana dengan pidana penjara paling lama 1 (satu) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp100.000.000 (seratus juta rupiah). 2. Setiap orang yang dengan tanpa hak dan/atau tanpa izin pencipta atau pemegang Hak Cipta melakukan pelanggaran hak ekonomi pencipta sebagaimana dimaksud dalam Pasal 9 ayat (1) huruf c, huruf d, huruf f, dan/atau huruf h untuk Penggunaan Secara Komersial dipidana dengan pidana penjara paling lama 3 (tiga) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp500.000.000,00 (lima ratus juta rupiah). TEKNIK Sipil La Ode Muhamad Nurrakhmad Arsyad Budi Witjaksana Donny Dwy Judianto Leihitu Marelianda Al Dianty Israjunna Teknik Sipil Penulis: La Ode Muhamad Nurrakhmad Arsyad, Budi Witjaksana, Donny Dwy Judianto Leihitu, Marelianda Al Dianty, Israjunna Editor: Andi Asari Desainer: Tim Mafy Sumber Gambar Cover: www.freepik.com Ukuran: viii, 130 hlm, 15,5 cm x 23 cm ISBN: 978-623-8390-06-9 Cetakan Pertama: September 2023 Hak Cipta Dilindungi oleh Undang-Undang. Dilarang menerjemahkan, memfotokopi, atau memperbanyak sebagian atau seluruh isi buku ini tanpa izin tertulis dari Penerbit. PT MAFY MEDIA LITERASI INDONESIA ANGGOTA IKAPI 041/SBA/2023 Kota Solok, Sumatera Barat, Kode Pos 27312 Kontak: 081374311814 Website: www.penerbitmafy.com E-mail: penerbitmafy@gmail.com Prakata Segala puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas pertolongan dan limpahan rahmat-Nya sehingga penulis bisa menyelesaikan buku yang berjudul Teknik Sipil. Buku ini disusun secara lengkap dengan tujuan untuk memudahkan para pembaca memahami isi buku ini. Buku ini membahas tentang Konsep Dasar Jalan Raya, Konsep Mekanika Teknik, Pengembangan Sumber Daya Air, Mekanika Tanah, dan Manajemen Risiko Proyek. Kami menyadari bahwa buku yang ada di tangan pembaca ini masih banyak kekurangan. Maka dari itu kami sangat mengharapkan saran untuk perbaikan buku ini di masa yang akan datang. Dan tidak lupa kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam proses penerbitan buku ini. Semoga buku ini dapat membawa manfaat dan dampak positif bagi para pembaca. Penulis, September 2023 v vi | Teknik Sipil Daftar Isi Prakata ............................................................................................ v BAB I. Konsep Dasar Jalan Raya ................................................................ 1 BAB II. Konsep Mekanika Teknik .............................................................33 BAB III. Pengembangan Sumber Daya Air ................................................59 BAB IV. Mekanika Tanah ............................................................................ 81 BAB V. Manajemen Risiko Proyek .......................................................... 113 Tentang Penulis .......................................................................... 123 vii viii | Teknik Sipil BAB I Konsep Dasar Jalan Raya La Ode Muhamad Nurrakhmad Arsyad A. Pendahuluan Dalam era mobilitas modern yang didorong oleh pertumbuhan penduduk, urbanisasi, dan kebutuhan akan konektivitas global, jalan raya memiliki peran yang sangat penting. Jalan raya tidak hanya berfungsi sebagai jalur fisik untuk kendaraan bermotor, tetapi juga sebagai tulang punggung infrastruktur yang memungkinkan mobilitas manusia, barang, dan jasa. Jalan raya mencerminkan kemajuan teknologi dan pembangunan infrastruktur suatu negara atau wilayah. Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering mengandalkan jalan raya untuk mencapai tujuan kita, baik itu perjalanan ke tempat kerja, mengantarkan anak-anak ke sekolah, atau menjalankan bisnis. Dalam konteks ini, mari kita menjelajahi pentingnya jalan raya dalam mobilitas modern secara lebih rinci. 1. Pentingnya Jalan Raya dalam Mobilitas Modern Jalan raya memiliki peran yang sangat penting dalam mobilitas modern. Mereka adalah tulang punggung sistem transportasi yang menghubungkan tempat-tempat, memfasilitasi pergerakan manusia dan barang, serta memberikan aksesibilitas yang diperlukan untuk berbagai aktivitas. 1 Jalan raya menyediakan infrastruktur yang memungkinkan konektivitas antara berbagai lokasi, baik dalam skala lokal, regional, maupun internasional. Mereka memungkinkan perjalanan yang efisien dan mudah antara kota, desa, pusat bisnis, pusat pendidikan, pusat kesehatan, dan tempat-tempat penting lainnya. Jalan raya yang baik memberikan aksesibilitas yang diperlukan bagi individu dan komunitas untuk mencapai kegiatan sehari-hari mereka. Jalan raya memungkinkan mobilitas pribadi dengan kendaraan bermotor, seperti mobil, sepeda motor, dan sepeda. Mereka memberikan fleksibilitas bagi individu dalam memilih waktu, rute, dan tujuan perjalanan mereka. Mobilitas pribadi yang efisien dan dapat diandalkan sangat penting dalam kehidupan modern, termasuk untuk bepergian ke tempat kerja, berbelanja, beraktivitas sosial, dan mengakses layanan publik. Jalan raya juga merupakan jalur utama untuk pengangkutan barang. Kendaraan truk dan pengiriman melalui jalan raya memfasilitasi aliran barang dari produsen ke konsumen. Infrastruktur jalan raya yang baik dan efisien adalah faktor penting dalam keberhasilan rantai pasok dan pertumbuhan ekonomi. Jalan raya menjadi elemen penting dalam pertumbuhan ekonomi suatu negara atau wilayah. Mereka memungkinkan pergerakan tenaga kerja, investasi, dan perdagangan antara berbagai daerah. Jalan raya yang baik dan terawat dengan baik menciptakan peluang ekonomi baru, meningkatkan konektivitas antara industri dan pasar, dan mengurangi biaya logistik. Infrastruktur jalan raya yang baik juga berperan penting dalam keselamatan dan keamanan pengguna jalan. Rancangan jalan yang aman, peraturan lalu lintas yang tepat, tanda lalu lintas yang jelas, dan penegakan hukum yang efektif adalah faktor kunci untuk mengurangi risiko kecelakaan dan menjaga keamanan para pengguna jalan. 2 | Teknik Sipil Jalan raya juga memainkan peran penting dalam menyediakan akses ke pelayanan publik, seperti rumah sakit, sekolah, polisi, pemadam kebakaran, dan fasilitas umum lainnya. Mereka memastikan bahwa masyarakat dapat dengan mudah mengakses layanan yang dibutuhkan untuk kehidupan sehari-hari. Jalan raya menjadi jalur utama untuk pariwisata dan industri kreatif. Mereka memungkinkan wisatawan untuk mengunjungi tempat-tempat wisata, destinasi alam, situs budaya, dan atraksi lainnya. Selain itu, jalan raya juga menjadi panggung untuk kegiatan seni, festival, dan acara industri kreatif lainnya. Pentingnya jalan raya dalam mobilitas modern tidak dapat disangkal. Mereka memberikan aksesibilitas, konektivitas, dan fleksibilitas yang diperlukan bagi individu, komunitas, dan ekonomi secara keseluruhan. Oleh karena itu, investasi dan perhatian yang diperlukan harus diberikan untuk memastikan pengembangan dan pemeliharaan infrastruktur jalan raya yang baik guna mendukung mobilitas yang efisien, aman, dan berkelanjutan. B. Fungsi dan Tujuan Jalan Raya 1. Fungsi Jalan Raya dalam Sistem Transportasi Fungsi jalan raya dalam sistem transportasi sangat penting dan berkontribusi secara signifikan dalam mobilitas manusia dan barang, beberapa fungsi utama jalan raya dalam sistem transportasi: a. Menyediakan jalur transportasi utama Jalan raya menjadi jalur transportasi utama bagi berbagai jenis kendaraan, termasuk mobil pribadi, bus, truk dan sepeda motor. Mereka menyediakan infrastruktur yang diperlukan untuk perjalanan sehari-hari, baik dalam kota maupun antarkota. Konsep Dasar Jalan Raya | 3 b. Meningkatkan mobilitas Jalan raya memungkinkan mobilitas yang cepat dan efisien bagi masyarakat. Mereka memberikan aksesibilitas yang lebih baik ke berbagai tujuan, seperti tempat kerja, sekolah, pusat perbelanjaan, tempat rekreasi, dan fasilitas umum lainnya. Dengan adanya jalan raya yang baik, orang dapat melakukan perjalanan dengan lebih mudah dan mengurangi waktu tempuh. c. Mendukung transportasi barang Jalan raya memainkan peran penting dalam transportasi barang. Jalan raya menjadi jalur utama untuk pengiriman barang melalui truk dan kendaraan pengangkut lainnya. Jalan raya yang baik memungkinkan pergerakan barang yang efisien dan membantu dalam pengiriman yang tepat waktu ke tujuan akhir. d. Membantu mengurangi kemacetan Jalan raya yang dirancang dengan baik dan dikelola dengan efisien dapat membantu mengurangi kemacetan lalu lintas. Ini dilakukan melalui perencanaan jalan yang baik, pengaturan lalulintas yang efektif, dan penggunaan teknologi seperti sistem pengaturan lampu lalu lintas yang adaptif. Dengan mengurangi kemacetan, jalan raya dapat meningkatkan efisiensi transportasi dan mengurangi waktu perjalanan. e. Meningkatkan konektivitas dan integrasi Jalan raya menghubungkan berbagai moda transportasi seperti jalan tol, pelabuhan, stasiun kereta api, dan bandar udara. Ini memungkinkan orang untuk melakukan perjalanan yang lebih lancar dan terintegrasi dari satu tempat ke tempat lain. 4 | Teknik Sipil f. Mendukung pertumbuhan ekonomi Jalan raya yang baik dan efisien mendukung pertumbuhan ekonomi. Mereka menfasilitasi pergerakan barang dan jasa, memperluas pasar potensial, dan mendukung aktivitas ekonomi seperti perdagangan, industri, dan pariwisata. Jalan raya yang baik juga dapat menarik investasi dan membantu mengembangkan wilayah yang sebelumnya terisolasi. g. Keamanan dan keselamatan Fungsi penting lain dari jalan raya adalah menjaga keamanan dan keselamatan pengguna jalan. Jalan raya yang baik dilengkapi dengan peraturan lalu lintas yang ketat, rambu, marka jalan, dan infrastruktur keamanan seperti lampu lalu lintas dan jalur khusus. Semua ini membantu mengurangi resiko kecelakaan dan menciptakan lingkungan yang aman bagi pengguna jalan lain. 2. Tujuan Utama Jalan Raya Tujuan utama jalan raya adalah menyediakan infrastruktur transportasi yang memfasilitasi mobilitas manusia dan barang dengan cara efisien, aman dan nyaman. Beberapa tujuan utama dari jalan raya meliputi: a. Meningkatkan aksesibiilitas Jalan raya bertujuan untuk meningkatkan aksesibilitas antara berbagi daerah, baik di dalam kota maupun antar kota. Dengan adanya jalan raya, orang dan barang dapat dengan mudah menjapai tujuannya, seperti tempat kerja, sekolah, rumah sakit, tempat perbelanjaan, pusat-pusat penting lainnya. b. Menfasilitasi mobilitas Jalan raya bertujuan untuk menfasilitasi mobilitas masyarakat dengan menyediakan jalur transportasi yang lancar dan efisien. Jalan raya yang baik memungkinkan orang untuk melakukan perjalanan dengan cepat dan tanpa Konsep Dasar Jalan Raya | 5 hambatan, sehingga mempercepat aliran lalu lintas dan mengurangi waktu perjalanan. c. Mendukung transportasi barang Salah satu tujuan utama jalan raya adalah mendukung transportasi barang. Jalan raya menjadi jalur utama untuk pengiriman barang dan memungkinkan pergerakan truk dan kendaraan pengangkut lainnya dalam mengirimkan barang dari satu tempat ke tempat lain. d. Meningkatkan pertumbuhan ekonomi Jalan raya berkontribusi dalam meningkatkan pertumbuhan ekonomi dengan menfasilitasi perdagangan, investasi, dan aktivitas ekonomi lainnya. Jalan raya yang baik memperluas pasar potensial, menghubungkan wilayah-wilayah perdagangan, dan memudahkan distribusi barang dan jasa. e. Membantu pengembangan wilayah Jalan raya berperan dalam membantu pengembangan wilayah yang lebih luas. Jalan raya membuka akses wilayah yang sebelumnya terisolasi, memfasilitasi pertumbuhan perkotaan, pemukiman, dan infrastruktur lainnya, serta membantu menghubungkan daerah pedesaan dengan pusat-pusat industri dan pemerintahan. f. Menjaga lingkungan dan keberlanjutan Dalam perencanaan dan pembangunan jalan raya, juga diperhatikan aspek lingkungan dan keberlanjutan. Tujuan ini mencakup upaya untuk mengurangi dampak negatif terhadap lingkungan, meminimakan emisi kendaraan, mempertimbangkan ruang terbuka hijau, dan mempromosikan mobilitas ramah lingkungan seperti transportasi berbasis kendaraan listrik atau publik. 6 | Teknik Sipil C. Perencanaan Geometrik Jalan Raya 1. Prinsip Dasar Perancangan Geometrik Prinsip dasar perancangan geometrik jalan raya adalah panduan dan aturan yang harus diikuti dalam merencanakan dan merancang bentuk fisik dan tata letak jalan raya. Tujuan utamanya adalah untuk menciptakan jalan raya yang aman, efisien, nyaman, dan ramah lingkungan bagi pengguna jalan. Beberapa prinsip dasar perancangan geometrik jalan raya yang umum digunakan adalah: a. Keselamatan Keselamatan pengguna jalan adalah faktor utama dalam perancangan geometrik jalan raya. Prinsip ini meliputi pemilihan dan penempatan elemen-elemen jalan, seperti radius tikungan yang memadai, visibilitas yang cukup, pemisahan lalulintas, dan tanda-tanda peringatan yang sesuai. Semua ini bertujuan untuk mengurangi resiko kecelakaan dan melindungi pengguna jalan. b. Kinerja lalu lintas Prinsip ini mencakup aspek-aspek yang mempengaruhi kinerja lalu lintas, termasuk kapasitas jalan, kecepatan operasional, dan kelancaran lalu lintas. Perancangan geometrik jalan raya harus mempertimbangkan kebutuhan lalu lintas saat ini dan masa depan, serta mengoptimalkan aliran lalu lintas untuk mencapai efisiensi transportasi. c. Kenyamanan pengguna jalan Prinsip ini mengacu pada kenyamanan pengguna jalan saat mengemudi atau menggunakan jalan raya. Ini melibatkan perancangan yang mempertimbangkan kebutuhan pengemudi, pejalan kaki, dan pengendara sepeda serta disabilitas. Beberapa faktor yang diperhatikan termasuk kekesatan permukaan jalan, pencahayaan yang memadai, trotoar yang nyaman dan fasilitas penyeberangan yang aman. Konsep Dasar Jalan Raya | 7 d. Aksesibilitas Prinsip ini menekankan pentingnya aksesibilitas bagi semua pengguna jalan, termasuk orang dengan kebutuhan khusus. Perancangan geometrik jalan raya harus mempertimbangkan fasilitas aksesibilitas seperti penyebrangan pejalan kaki yang ramah disabilitas, penanda taktis untuk orang tuna netra, dan fasilitas pengguna sepeda yang sesuai. e. Keberlanjutan Prinsip ini mencakup aspek lingkungan dan keberlanjutan dalam perancangan geometrik jalan raya. Ini meliputi penggunaan bahan konstruksi yang ramah lingkungan, pengurangan dampak lingkungan selama pembangunan, pengelolaan air hujan, dan integrasi dengan sistem transportasi berkelanjutan seperti transportasi umum atau jaringan sepeda. f. Keterkaitan dan integrasi dengan lingkungan Prinsip ini mengacu pada pentingnya merancang sebuah jalan raya dengan mempertimbangkan konteks lingkungan sekitarnya. Hal ini melibatkan pelestarian fitur alam, meminimalkan dampak terhadap ekosistem, dan integrasi dengan penggunaan lahan sekitar seperti pemukiman, kawasan komersial, atau daerah perlindungan alam. 2. Desain Lintasan dan Simpang Jalan Persimpangan adalah tempat di mana dua atau lebih jalan bertemu. Persimpangan tersebut mencakup pelayanan yang dibutuhkan oleh seluruh pengguna jalan di kawasan tersebut, baik pejalan kaki, sepeda, mobil maupun kendaraan pribadi lainnya. Oleh karena itu, persimpangan tidak hanya mencakup lintasan kendaraan bermotor dan daerah perkerasan, tetapi juga termasuk jalur trotoar dan jalur penyebrang jalan. Semua perubahan ke penampang melintang 8 | Teknik Sipil yang khas dari jalan berpotongan termasuk dalam persimpangan. Ada empat (empat) komponen utama dalam desain persimpangan yang harus diperhatikan, yaitu a. Wisata, iklan, dan lansekap adalah fokus utama tata guna lingkungan dan lahan di sekitar persimpangan. b. Sebagai tempat terjadinya konflik lalu lintas, seperti kendaraan dengan kendaraan, kendaraan dengan pejalan kaki, dll. c. Lokasi alat untuk mengontrol lalu lintas dan pengendaliannya Tempat-tempat ini sering menyebabkan perjalanan tertunda, tetapi membantu mengatur lalulintas dan mengurangi kemungkinan konflik. d. Kapasitas jalan-jalan yang berpotongan adalah jumlah orang yang dapat diakomodasi dalam waktu tertentu. Kapasitas jalan-jalan yang berpotongan seringkali dibatasi oleh kemampuan persimpangan untuk mengontrol lalu lintas. Komponen geometrik persimpangan sebidang berada di area persimpangan, yang diuraikan di atas dan digambarkan pada Gambar 1.1 di bawah ini. Komponen-komponen ini harus diatur sesuai dengan persyaratan teknis. Gambar 1.1. Area Persimpangan Sumber: (Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat, 2021) Konsep Dasar Jalan Raya | 9 Gambar 1.2. Area Persimpangan Sumber: (Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat, 2021) Jenis persimpangan ditentukan oleh jumlah cabang penghubung dan sudut pertemuan cabang penghubung. Misalnya: a. Jika tiga kaki persimpangan/ruas jalan saling tegak lurus, itu disebut tipe persimpangan Y. b. Jika tiga kaki persimpangan/ruas jalan saling tegak lurus, itu disebut tipe persimpangan T. c. Jika empat kaki persimpangan/ruas jalan saling tegak lurus, itu disebut tipe persimpangan X, dan d. Jika lebih dari empat kaki persimpangan/ruas jalan saling tegak lurus. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.3, disarankan bahwa pertemuan antara kaki persimpangan harus tegak lurus. 10 | Teknik Sipil Gambar 1.3. Tipe Persimpangan Saling Tegak Lurus Sumber: (Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat, 2021) Tipe jalur dan lajur di persimpangan dan konfigurasinya ditunjukkan pada Gambar 1.4. Konsep Dasar Jalan Raya | 11 Gambar 1.4. Tipe dan Konfigurasi Persimpangan Sebidang Sumber: (Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat, 2021) Jenis persimpangan berbeda-beda, dan masing-masing jenis didasarkan pada volume lalulintas yang diproyeksikan di kaki simpang. Jenis-jenis persimpangan ini disusun secara hirarki dari yang paling sederhana hingga yang paling kompleks, dan dimulai dari yang ringan hingga yang berat (padat): a. Persimpangan prioritas (tidak bersinyal). b. Bundaran. c. Persimpangan yang dikendalikan oleh isyarat lampu lalulintas (APILL), dan d. Persimpangan tidak sebidang atau susun. 12 | Teknik Sipil Untuk menenetukan jenis persimpangan yang bergantung pada besaran volume lalu lintas di ruas atau kaki persimpangan antara mayor dan minor, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini Gambar 1.5. Pemilihan Bentuk Persimpangan Berdasarkan Arus Lalu Lintas Sumber: (Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat, 2021) Kelas jalan dan konfigurasi lajur juga harus dipertimbangkan saat memilih bentuk persimpangan, terutama ketika volume lalulintas mendekati batas kapasitas persimpangan, volume pejalan kaki yang tinggi, dan frekuensi kecelakaan yang memerlukan pengaturan dengan sinyal. Pemilihan jenis persimpangan juga dipengaruhi oleh koordinasi lalu lintas sepanjang lajur. Persimpangan tidak sebidang digunakan untuk mengurangi lalu lintas menerus dengan volume yang sangat besar. Persimpangan ini tersedia untuk semua akses jalan yang diatur dengan kecepatan lebih dari 90 km/jam. Jika masingmasing dari persimpangan jalan memiliki empat atau lebih lajur menerus, pemisahan bidang ini disarankan. Konsep Dasar Jalan Raya | 13 D. Pengaturan Lalu Lintas dan Keselamatan Kondisi di mana setiap orang, barang dan kendaraan bebas dari perbuatan melawan hukum dan/rasa takut dalam perjalanan disebut keselamatan lalu lintas dan lalu lintas. 1. Pengaturan Lalu Lintas Pengaturan lalu lintas yang dirancang dan diimplementasikan untuk mengatur aliran kendaraan di jalan raya atau persimpangan dengan menggunakan berbagai metode dan perangkat seperti lampu lalu lintas, tanda lalu lintas, marka jalan, dan aturan lalu lintas. Tujuan utama dari pengaturan lalu lintas adalah untuk memastikan keamanan, efisiensi dan kelancaran lalu lintas. Chairman, et al., 2004, menyatakan pengaturan lalulintas melibatkan kombinasi yang tepat dari perangkat fisik (seperti lampu lalu lintas, marka jalan, dan tanda lalu lintas) dan pengaturan aturan yang jelas untuk mengarahkan aliran lalu lintas. Pendekatan yang komprehensif ini mempertimbangkan berbagai aspek seperti volume lalulintas, kecepatan, kenyamanan, efisiensi bahan bakar, dan keamanan pengguna jalan. Institute of Transportation Engineers, 2009, menyatakan bahwa pengaturan lalulintas melibatkan penggunaan perangkat keras dan perangkat lunak yang efektif untuk mengelola aliran lalu lintas. Ini mencakup perancangan geometrik jalan, fasilitas pejalan kaki, sistem kontrol lalu lintas, dan tanda-tanda serta marka jalan yang jelas. Pendekatan yang holistik ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi lalu lintas, mengurangi kemacetan, dan meningkatkan kemanan jalan. Delgado, 2017, menyatakan pengaturan lalu lintas adalah kombinasi yang terintegrasi antara manajemen operasional, teknik jalan, dan pengaturan peralatan lalu lintas yang efektif. Ini mencakup penggunaan lampu lalu lintas, rambu-rambu, tanda-tanda, dan peralatan kontrol lalu lintas yang lain, serta kebijakan pengaturan lalu lintas yang 14 | Teknik Sipil memadai, sedangkan Bowles, 1970, menyatakan bahwa pengaturan lalu lintas yang merupakan hasil penelitian, analisis dan implementasi perangkat keras dan perangkat lunak yang canggih untuk mengelola aliran lalu lintas. Ini meliputi sistem deteksi kendaraan, kontrol adaptif, pengaturan prioritas kendaraan darurat dan sinkronisasi sinyal lalulintas. Pendekatan ini bertujuan untuk mengoptimalkan kapasitas jalan, mengurangi waktu perjalanan, dan mengurangi tingkat kecelakaan lalu lintas. 2. Keselamatan Jalan Raya Keselamatan jalan raya adalah aspek penting dalam rekayasa jalan raya yang berfokus pada upaya untuk mengurangi risiko kecelakaan dan melindungi pengguna jalan, termasuk pengemudi, pejalan kaki, dan pengendara sepeda. Ini melibatkan berbagai faktor, termasuk perencanaan jalan, desain jalan, perilaku pengemudi, teknologi keselamatan, dan penegakan hukum. Pentingnya keselamatan jalan raya tidak dapat diabaikan, mengingat dampak yang signifikan dari kecelakaan lalu lintas. Kecelakaan jalan raya dapat menyebabkan kerugian nyawa, cedera serius, dan kerugian materiil yang signifikan. Oleh karena itu, tujuan utama keselamatan jalan raya adalah mengurangi jumlah kecelakaan, cedera, dan kematian yang terjadi di jalan raya. Pendekatan keselamatan jalan raya mencakup beberapa aspek, seperti analisis risiko, desain jalan yang aman, pendidikan dan kesadaran pengemudi, penegakan hukum, dan penggunaan teknologi keselamatan terkini. Analisis risiko merupakan langkah penting dalam mengidentifikasi area atau kondisi berbahaya di jalan raya. Dengan memahami faktor-faktor yang berkontribusi pada kecelakaan, tindakan pencegahan yang efektif dapat diambil untuk mengurangi risiko. Analisis risiko melibatkan pengumpulan dan analisis data kecelakaan, serta identifikasi pola dan tren yang berkaitan dengan kejadian kecelakaan. Konsep Dasar Jalan Raya | 15 Desain jalan yang aman merupakan faktor kunci dalam keselamatan jalan raya. Ini melibatkan perencanaan geometri jalan yang tepat, seperti lebar jalan, radius tikungan, gradien, dan penampang jalan yang sesuai. Selain itu, desain jalan juga harus mempertimbangkan faktor-faktor seperti jarak pandang yang memadai, marka jalan yang jelas, dan penggunaan infrastruktur tambahan seperti median pembatas dan bahu jalan yang memadai. Pendidikan dan kesadaran pengemudi juga berperan penting dalam keselamatan jalan raya. Melalui kampanye keselamatan jalan, pengemudi diberikan informasi tentang aturan lalu lintas, tindakan pencegahan yang harus diambil, dan bahaya yang mungkin dihadapi di jalan raya. Pendidikan lalu lintas tidak hanya ditujukan kepada pengemudi, tetapi juga kepada pejalan kaki dan pengendara sepeda agar mereka memahami tindakan yang aman dan bertanggung jawab di jalan raya. Penegakan hukum yang ketat juga diperlukan untuk memastikan kepatuhan terhadap peraturan lalu lintas. Sanksi yang tegas bagi pelanggar lalu lintas dapat menjadi efek jera dan meningkatkan kesadaran akan pentingnya keselamatan jalan raya. Selain itu, penegakan hukum juga melibatkan patroli jalan, penggunaan kamera pemantau, dan upaya lainnya untuk memastikan kepatuhan terhadap aturan lalu lintas. Penggunaan teknologi keselamatan juga berkembang pesat dalam upaya meningkatkan keselamatan jalan raya. Teknologi seperti sistem penghindaran tabrakan, peringatan kelelahan pengemudi, sistem pengereman darurat, dan bantuan pengemudi semakin diterapkan dalam kendaraan modern. Teknologi ini dapat membantu mendeteksi bahaya potensial dan memberikan peringatan kepada pengemudi, atau bahkan mengambil tindakan pengereman otomatis dalam situasi darurat. Dalam rangka mencapai keselamatan jalan raya yang optimal, kolaborasi dan koordinasi antara pemerintah, badan 16 | Teknik Sipil pengatur jalan, lembaga riset, dan masyarakat umum sangat penting. Keselamatan jalan raya harus menjadi prioritas bersama dan berkelanjutan, dengan upaya terus-menerus untuk meningkatkan infrastruktur, mengedukasi pengguna jalan, menerapkan teknologi keselamatan, dan menegakkan aturan lalu lintas. Dengan mengadopsi pendekatan yang komprehensif terhadap keselamatan jalan raya, diharapkan jumlah kecelakaan, cedera, dan kematian di jalan raya dapat dikurangi secara signifikan, sehingga menciptakan lingkungan jalan yang aman dan nyaman bagi semua pengguna jalan. E. Konektivitas dan Jaringan Jalan Raya 1. Analisis Permintaan dan Pemilihan Rute Karena permintaan ekonomi dan perjalanan sebanding, permintaan untuk jasa transportasi disebut permintaan turunan. Permintaan turunan adalah permintaan yang muncul sebagai akibat dari permintaan untuk barang atau jasa lain. Sebagaimana dinyatakan oleh Setijowarno dan Frazila (2001), faktor-faktor berikut memengaruhi permintaan transportasi: a. Kebutuhan seseorang untuk bergerak untuk melakukan tugas. b. Permintaan untuk mengangkut barang tertentu agar dapat diakses di tempat yang diinginkan. Jumlah perjalanan yang dilakukan untuk mencapai tujuan tertentu, seperti bekerja atau berenang di pantai, menunjukkan karakter turunan dari kebutuhan dalam angkutan penumpang. Faktor-faktor yang mempengaruhi jumlah perjalanan ke tempat tertentu termasuk jenis kegiatan yang dilakukan, tingkat pencapaian tujuan, dan biaya yang diperlukan untuk mencapai tujuan. Dengan kata lain, aktivitas masyarakat menyebabkan perjalanan. Tingkat aktivitas meningkat seiring dengan jumlah perjalanan. Konsep Dasar Jalan Raya | 17 Menurut Setijorwano dan Frazila (2001), berikut adalah hubungan antara sistem tata guna lahan dan sistem transportasi: a. Perubahan atau peningkatan guna lahan berpotensi meningkatkan perjalanan. b. Pengadaan prasarana transportasi akan meningkatkan permintaan pergerakan. c. Pengadaan prasarana akan meningkatkan daya hubung parsial. d. Peningkatan daya hubung akan meningkatkan harga dan nilai lahan. e. Pada akhirnya, keputusan lokasi akan mengubah sistem guna lahan. Sistem kegiatan sosial ekonomi masyarakat biasanya berhubungan dengan permintaan transportasi, (White, 1976) yang biasanya dapat diukur melalui instensitas guna lahan. Masyarakat selalu berusaha untuk memenuhi permintaan mereka sebagai bagian penting dari perjalanan. Permintaan masyarakat untuk pemenuhan kebutuhan transportasi saat ini dipengaruhi oleh: a. Kesehatan, tujuan perjalanan. b. Jenis perjalanan, dan c. Jumlah penumpang (secara kelompok atau individu). Untuk memenuhi kebutuhan transportasi, ada karakteristik perjalanan yang mempengaruhi pemilihan rute, yang memungkinkan masyarakat sebagai pengguna jasa transportasi menggunakan rute yang sudah ada. Faktor-faktor ini termasuk: a. Jarak perjalanan: Pilihan rute dipengaruhi oleh jarak perjalanan. b. Tujuan perjalanan: Tujuan perjalanan berkaitan dengan keinginan-keinginan setiap orang tentang rute yang mereka pilih. Jika jarak tempuh semakin dekat, orang cenderung memilih rute yang lebih praktis. 18 | Teknik Sipil Permintaan transportasi berasal dari perilaku manusia untuk berpindah dari satu orang ke orang lain atau barang yang memiliki karakteristik tertentu. Ciri-ciri tersebut meningkat pada pagi hari saat orang mulai melakukan aktivitas dan pada sore hari saat orang berhenti bekerja. Tidak hanya mencapai titik tertinggi dan terendah pada hari tertentu dalam setahun. Kebutuhan dan perilaku yang terus-menerus ini yang memicu permintaan transportasi. Menurut (Tamim,2000) faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan rute, yaitu a. Waktu tempuh Waktu perjalanan atau waktu tempuh adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan perjalanan, termasuk berhenti dan penundaan. Waktu perjalanan biasanya dihitung dengan dua cara, di mana pengamat bergerak dan mencatat waktu yang ditempuh. b. Nilai waktu Nilai waktu adalah jumlah uang yang dikeluarkan dalam suatu perjalanan untuk menghemat satu satuan waktu perjalanan. umumnya, nilai waktu sebanding dengan pendapatan perkapita. c. Biaya perjalanan Biaya perjalanan dapat dinyatakan dalam bentuk uang, waktu perjalanan, perjalanan, atau kombinasi dari semuanya yang disebut biaya. total biaya yang diperlukan untuk menyelesaikan rute tertentu adalah total biaya dari setiap ruas jalan yang diselesaikan. d. Biaya operasi kendaraan Penggunaan bensin, oli, biaya perawatan, pajak, dan gaji supir adalah semua biaya yang terlibat dalam menjalankan kendaraan. Konsep Dasar Jalan Raya | 19 2. Sistem Jalan Utama dan Pendukung Kecuali jalan kereta api, jalan lori, dan jalan kabel, jalan raya adalah sarana transportasi darat yang mencakup seluruh bagian jalan, serta bangunan dan perlengkapan yang dirancang untuk melayani lalu lintas di atas permukaan tanah, di atas permukaan tanah, di bawah permukaan tanah, di bawah permukaan tanah, atau di atas permukaan air. Definisi jalan tidak terbatas pada bentuk jalan konvensional (di permukaan tanah) tetapi juga mencakup jalan yang melintasi sungai/ danau/laut utama, di bawah tanah dan air (terowongan) di atas tanah (flyover) (Perpres, 2022). Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 34 Tahun 2006 tentang Jalan, 2006, dan Mian, 2009, jalan dikelompokkan menurut: a. Berdasarkan Peruntukkan 1) Jalan umum, adalah jalan yang diperuntukkan bagi lalu lintas umum, termasuk JBH dan jalan tol, dikelola oleh pemerintah. 2) Jalan khusus adalah jalan yang tidak diperuntukkan untuk lalu lintas umum dan digunakan hanya untuk kepentingan individu, kelompok masyarakat, perusahaan, atau organisasi tertentu. Pemerintah hanya dapat menyelenggarakan jalan khusus jika diperlukan, tetapi pemerintah juga dapat menyelenggarakan pembinaan, pengawasan, pengusahaan, dan pengoperasiannya. 3) Jalan tol adalah jalan umum yang dikenakan biaya tol yang diatur oleh perundang-undangan. b. Berdasarkan Status Jalan 1) Jalan nasional adalah jalan umum yang diselenggarakan oleh pemerintah pusat, terdiri atas: a) jalan arteri primer; b) jalan kolektor primer yang menghubungkan antar-ibu kota provinsi; c) jalan tol; dan 20 | Teknik Sipil d) jalan strategis nasional. 2) Jalan provinsi adalah jalan umum yang diselenggarakan oleh pemerintah provinsi, terdiri atas: a) jalan kolektor primer yang menghubungkan ibu kota provinsi dengan ibu kota kabupaten atau kota; b) jalan kolektor primer yang menghubungkan antar-ibu kota kabupaten atau kota; c) jalan strategis provinsi; dan d) jalan di Daerah Khusus Ibu kota Jakarta. 3) Jalan kabupaten adalah jalan umum yang diselenggarakan oleh pemerintah kebupaten, terdiri atas: a) jalan kolektor primer yang tidak termasuk jalan nasional dan jalan provinsi; b) jalan lokal primer yang menghubungkan ibu kota kabupaten dengan ibu kota kecamatan, ibu kota kabupaten dengan pusat desa, antar ibu kota kecamatan, ibu kota kecamatan dengan desa, dan antardesa; c) jalan sekunder yang tidak termasuk jalan provinsi dan jalan sekunder dalam kota; dan d) jalan strategis kabupaten. 4) Jalan kota adalah jalan umum yang diselenggarakan oleh pemerintah kota dan berada dalam jaringan jalan di dalam kota. 5) Jalan desa adalah jalan umum yang diselenggarakan oleh pemerintah kabupaten, terdiri dari jalan lingkungan primer dan jalan lokal primer yang tidak termasuk jalan kabupaten, berada di dalam kawasan perdesaan, dan menghubungkan kawasan dan/atau antar permukiman di dalam desa. Konsep Dasar Jalan Raya | 21 c. Berdasarkan Sistem Jaringan Jalan 1) Sistim jaringan jalan primer disusun berdasarkan rencana tata ruang dan pelayanan distribusi barang dan jasa untuk pengembangan semua wilayah di tingkat nasional, dengan menghubungkan semua simpul jasa distribusi yang berwujud pusat-pusat kegiatan yaitu Pusat Kegiatan Nasional (PKN), Pusat Kegiatan Wilayah (PKW), Pusat Kegiatan Lokal (PKW), sampai Pusat Kegiatan Lingkungan (PKLing) dan menghubungkan antarpusat kegiatan nasional. Ruas-ruas jalan dalam sistim jaringan jalan primer yang berfungsi menghubungkan pusat-pusat kegiatan yang umumnya berwujud kota dan berlokasi di luar kota dikategorikan sebagai antarkota. 2) Sistem jaringan jalan sekunder dibangun berdasarkan rencana tata ruang wilayah kabupaten/kota dan menawarkan layanan distribusi barang dan jasa kepada masyarakat di dalam wilayah perkotaan. Sistem ini menghubungkan ruas-ruas jalan yang menghubungkan pusat-pusat kegiatan yang biasanya berwujud menjadi persil. d. Berdasarkan Fungsi Jalan 1) Jalan dalam Sistem Jaringan Jalan Primer. 2) Jalan dalam Sistem Jaringan Jalan Sekunder Jalan dalam sistem jaringan jalan sekunder terdiri dari: a) Jalan arteri sekunder berfungsi untuk menghubungkan area primer dengan area sekunder kesatu, antar-area sekunder kesatu, atau antar area sekunder kedua. Jalan arteri sekunder memiliki karakteristik berikut: (1) Kecepatan paling rendah 30 km/jam. (2) Lebar badan jalan paling sedikit 11 m. (3) Mempunyai kapasitas yang lebih besar daripada volume lalu lintas rata-rata. 22 | Teknik Sipil (4) Lalu lintas cepat tidak boleh terganggu oleh lalu lintas lambat. (5) Persimpangan sebidang diatur dengan pengaturan tertentu sesuai dengan ketentuan pada butir a, b dan c. b) Jalan kolektor sekunder berfungsi menghubungkan antara kawasans ekunder kedua atau kawasan sekunder kedua dengan kawasan sekunder ketiga, dengan ciri-ciri: (1) Kecepatan paling rendah 20 km/jam. (2) Lebar badan jalan paling sedikit 9 m. (3) Mempunyai kapasitas yang lebih besar daripada volume lalulintas rata-rata. (4) Lalu lintas cepat tidak boleh terganggu oleh lalu lintas lambat. (5) Persimpangan sebidang pada jalan kolektor sekunder dengan pengaturan tertentu harus memenuhi ketentuan sebagaimana dimaksud pada butir a, b dan c. c) Jalan lokal sekunder berfungsi menghubungkan kawasan sekunder kesatu dengan perumahan, kawasan sekunder kedua dengan perumahan, kawasans ekunder ketiga dan seterusnya sampai ke perumahan/persil, dengan ciri-ciri: (1) Kecepatan paling rendah 10 km/jam. (2) Lebar badan jalan paling sedikit 7,5 m. d) Jalan lingkungan sekunder atau juga dikenal sebagai jalan permukiman di lingkungan perkotaan berfungsi menghubungkan antar persil dalam kawasan perkotaan dengan ciri-ciri: (1) Kecepatan paling rendah 10 km/jam. (2) Lebar badan jalan paling sedikit 6,5 m. Konsep Dasar Jalan Raya | 23 (3) Diperuntukkan bagi kendaraan bermotor beroda 3 atau lebih. (4) Yang tidak diperuntukkan bagi kendaraan bermotor beroda 3 atau lebih harus mempunyai lebar badan jalan paling sedikit 3,5 m. e. Berdasarkan Kelas Jalan Kelas jalan dikelompokkan berdasarkan: 1) Penggunaan jalan dan kelancaran lalu lintas dan angkutan jalan (LLAJ). Pembagian kelas jalan berdasarkan penggunaan jalan dan kelancaran Lalu Lintas Angkutan Jalan (LLAJ) adalah seperti pada tabel berikut. Tabel 2.1. Kelas Jalan sesuai penggunaannya. Dimensi Kendaraan Kelas Jalan Kelas I Kelas II Kelas III Kelas Khusus Fungsi Jalan Lebar Panjang Tinggi Muatan Sumbu Terberat (MST) ton Arteri, Kolektor Arteri, Kolektor, Lokal dan Lingkungan ≤ 2,55 ≤ 18,0 ≤ 4,2 10 > 2,55 ≤ 9,0 ≤ 3,5 8 Arteri ≤ 2,2 Sumber: (Mian, 2009) ≤ 2,55 ≤ 12,0 > 18,0 ≤ 4,2 8 ≤ 4,2 > 10 2) Spesifikasi penyediaan prasarana jalan (SPPJ) Pembagian kelompok jalan diklasifikasikan menurut Syarat Penyediaan Prasarana Jalan (SPPJ). Klasifikasi ini didasarkan pada pengendalian jalan masuk, ketersediaan persimpangan sebidang, jumlah lajur dan lebar lajur, ketersediaan median, dan pagar Rumija. a) Jalan bebas Hambatan (JBH) yaitu jalan dengan spesifikasi: (1) Pengendalian jalan masuk secara penuh. 24 | Teknik Sipil (2) Persimpangan sebidang tidak ada. (3) Jumlah lajur paling sedikit 2 lajur untuk setiap arah. (4) Lebar lajur paling sedikit 3,5 m. (5) Dilengkapi dengan median jalan. (6) Dilengkapi dengan pagar Rumija. b) Jalan raya (JRY), yaitu jalan umum untuk lalu lintas secara menerus dengan spesifikasi: (1) Jalan masuk terbatas. (2) Ada persimpangan sebidang. (3) Jumlah lajur paling sedikit 2 lajur untuk setiap arah. (4) Lebar lajur paling sedikit 3,5 m. (5) Dilengkapi median. (6) Tidak dilengkapi dengan pagar Rumija. c) Jalan sedang (JSD), adalah jalan umum dengan lalu lintas jarak sedang dengan spesifikasi: (1) Jalan masuk tidak dibatasi. (2) Ada persimpangan sebidang. (3) Jumlah lajur paling sedikit 2 lajur untuk 2 arah. (4) Lebar lajur paling sedikit 7 m. (5) Tidak dilengkapi oleh median. (6) Tidak dilengkapi oleh pagar Rumija. d) Jalan kecil (JKC), adalah jalan umum untuk melayani lalu lintas setempat dengan spesifikasi: (1) Jalan masuk dibatasi. (2) Ada persimpangan sebidang. (3) Jumlah lajur paling sedikit 2 lajur untuk 2 arah. (4) Lebar lajur paling sedikit 5,5 m. (5) Tidak dilengkapi oleh median. (6) Tidak dilengkapi oleh pagar Rumija. Konsep Dasar Jalan Raya | 25 e) Jalan lalu lintas Rendah (JLR), adalah jalan umum yang belum diatur dalam peraturan yang berlaku, tetapi dirumuskan untuk melayani lalu lintas yang rendah dengan spesifikasi: (1) Jalan masuk tidak dibatasi. (2) Jumlah lajur paling sedikit 1 lajur untuk 2 arah. (3) Lebar lajur paling sedikit 4 m. (4) Tidak dilengkapi oleh median. (5) Tidak dilengkapi oleh pagar Rumija. F. Lingkungan dan Aspek Keberlanjutan 1. Dampak Lingkungan Jalan Raya Dampak lingkungan jalan raya merujuk pada konsekuensi ekologis yang dihasilkan oleh konstruksi, operasional, dan penggunaan sistem transportasi jalan raya. Berikut adalah uraian secara detail dan terinci tentang dampak lingkungan jalan raya: a. Pencemaran Udara Lalu lintas jalan raya menjadi sumber utama pencemaran udara di perkotaan. Emisi kendaraan menghasilkan polutan seperti karbon monoksida (CO), nitrogen dioksida (NO2), partikel halus (PM), dan hidrokarbon (HC). Peningkatan polutan ini dapat menyebabkan penurunan kualitas udara, mengganggu kesehatan manusia, dan menyebabkan masalah pernapasan serta efek negatif pada ekosistem. b. Emisi Gas Rumah Kaca (GRK) Transportasi jalan raya juga berkontribusi signifikan terhadap emisi gas rumah kaca seperti karbon dioksida (CO2), metana (CH4), dan nitrogen oksida (N2O). Emisi GRK ini berperan dalam perubahan iklim global dan pemanasan global yang berdampak pada kerusakan lingkungan, perubahan suhu, dan pola cuaca yang tidak stabil. 26 | Teknik Sipil c. Kepadatan Lalu Lintas Jalan raya yang padat menyebabkan kemacetan lalulintas, yang berdampak pada konsumsi bahan bakar yang lebih tinggi dan waktu tempuh yang lebih lama. Kepadatan lalu lintas juga berkontribusi pada emisi gas buang yang lebih tinggi dan mengurangi efisiensi transportasi. d. Kerusakan Habitat Pembangunan infrastruktur jalan raya seringkali memerlukan penggusuran lahan dan penghancuran habitat alami. Pembukaan lahan untuk membangun jalan raya dapat mengurangi luas habitat alami, memisahkan ekosistem, dan mengganggu keberlanjutan lingkungan. Ini dapat mengancam keberadaan flora dan fauna, termasuk spesies langka atau terancam punah. e. Fragmentasi Habitat Jalan raya juga dapat membagi habitat menjadi fragmen terpisah, menghalangi pergerakan hewan liar dan mengganggu keterhubungan ekologi. Hal ini dapat mengurangi keanekaragaman hayati, meningkatkan risiko tabrakan dengan satwa liar, dan menghambat migrasi dan reproduksi hewan. f. Perubahan Tata Guna Lahan Pembangunan jalan raya sering kali mengakibatkan perubahan tata guna lahan, termasuk penggusuran pemukiman manusia, pengurangan area hijau, dan konversi lahan pertanian atau hutan menjadi lahan infrastruktur. Perubahan ini dapat menyebabkan hilangnya fungsi ekologis, degradasi lahan, dan kerugian sumber daya alam. g. Suara dan Kebisingan Lalu lintas jalan raya juga menghasilkan kebisingan yang mengganggu lingkungan sekitarnya. Kebisingan lalu Konsep Dasar Jalan Raya | 27 lintas dapat menyebabkan stres pada manusia dan hewan, mengganggu kualitas hidup, dan mengurangi produktivitas. h. Pencemaran Air Aktivitas jalan raya dapat menyebabkan pencemaran air melalui limpasan permukaan, penumpahan minyak atau bahan kimia dari kendaraan, dan penyiraman bahan kimia seperti garam untuk pengendalian es di musim dingin. Pencemaran air dapat merusak ekosistem air tawar dan laut, mempengaruhi kualitas air, dan mengancam kehidupan akuatik. Untuk mengurangi dampak lingkungan jalan raya, langkah-langkah seperti penggunaan transportasi berkelanjutan, peningkatan efisiensi kendaraan, penggunaan energi terbarukan, penghijauan jalan, dan perlindungan habitat alami perlu dipertimbangkan dan diimplementasikan. Selain itu pengembangan infrastruktur yang lebih ramah lingkungan dan kebijakan transportasi yang berkelanjutan juga penting untuk mengurangi dampak negatif pada lingkungan. 2. Perencanaan Masa Depan dan Inovasi Jalan Raya Perencanaan masa depan dan inovasi pada jalan raya melibatkan pengembangan strategi dan teknologi baru untuk meningkatkan efisiensi, keselamatan, kenyamanan, dan keberlanjutan sistem transportasi jalan raya. Berikut ini adalah uraian detail dan rinci tentang perencanaan masa depan dan inovasi pada jalan raya. a. Kendaraan Otonom Pengembangan kendaraan otonom atau self-driving merupakan inovasi yang signifikan dalam transportasi jalan raya. Kendaraan otonom menggunakan sensor, sistem navigasi, dan kecerdasan buatan untuk beroperasi tanpa intervensi manusia. Ini memiliki potensi untuk mengurangi kecelakaan lalu lintas, meningkatkan efisiensi lalu lintas, dan mengurangi kemacetan. 28 | Teknik Sipil b. Sistem Transportasi Cerdas Perencanaan masa depan jalan raya mencakup pengembangan sistem transportasi cerdas yang mengintegrasikan teknologi informasi dan komunikasi untuk mengoptimalkan penggunaan jalan, meningkatkan keamanan, dan memfasilitasi mobilitas yang efisien. Contohnya adalah sistem manajemen lalu lintas adaptif, di mana data real-time digunakan untuk mengatur sinyal lalu lintas dan mengurangi kemacetan. c. Elektrifikasi dan Kendaraan Ramah Lingkungan Perencanaan masa depan jalan raya juga melibatkan penggunaan kendaraan listrik dan bahan bakar alternatif untuk mengurangi emisi gas rumah kaca dan polusi udara. Infrastruktur pengisian listrik yang luas, pengembangan baterai yang lebih efisien, dan penggunaan energi terbarukan untuk mengisi daya kendaraan adalah beberapa inovasi yang sedang dikembangkan. d. Konsep Jalan Pintar Perencanaan masa depan melibatkan pengembangan jalan pintar yang menggunakan teknologi dan sensor untuk memantau kondisi jalan, mengumpulkan data lalu lintas secara real-time, dan memberikan informasi kepada pengguna jalan. Ini dapat meliputi pemasangan sensor keamanan, sistem peringatan kecelakaan, penanda jalan interaktif, dan integrasi dengan kendaraan otonom. e. Penggunaan Data dan Analitik Perencanaan masa depan jalan raya memanfaatkan data dan analitik untuk meningkatkan pengambilan keputusan. Dengan menganalisis data lalu lintas, pola perjalanan, dan kebutuhan mobilitas, perencana dapat mengoptimalkan rute, meningkatkan efisiensi jaringan jalan, dan merancang infrastruktur yang lebih baik. Konsep Dasar Jalan Raya | 29 f. Perencanaan Kota yang Terpadu Perencanaan masa depan jalan raya melibatkan pendekatan yang terpadu antara transportasi, perencanaan kota, dan lingkungan. Integrasi antara sistem transportasi jalan raya, sistem transportasi publik, penggunaan lahan yang bijaksana, dan pengembangan permukiman yang berkelanjutan merupakan aspek penting dalam menciptakan kota yang lebih ramah lingkungan dan berkelanjutan. g. Inovasi Material dan Desain Jalan Pengembangan bahan konstruksi baru, seperti aspal yang tahan lama, beton yang ramah lingkungan, atau material daur ulang, menjadi bagian dari perencanaan masa depan jalan raya. Selain itu, desain jalan yang inovatif, seperti jalan pintar yang ramah lingkungan, penggunaan permukaan jalan yang hemat energi, dan sistem drainase yang efisien, juga menjadi fokus dalam upaya meningkatkan keberlanjutan infrastruktur jalan. 30 | Teknik Sipil Daftar Pustaka Bowles, S. 1970. Road Research Laboratory, Kaos GL Dergisi, 2 (October), pp. 765–770. Chairman, V. et al. 2004. NCHRP SYNTHESIS 332 Access Management on Crossroads in the Vicinity of Interchanges A Synthesis of Highway Practice. Delgado, F. 2017. ‘Road Safety Fundamentals’, Road Safety Fundamentals: Concepts, Strategies, and Practices that Reduce Fatalities and Injuries on the Roa, p. 188. Djoko,Setijowarno dan R.B Frazila. 2001. Pengantar Sistem Transportasi Semarang: Universitas Katholik Soegijapranata. Institute of Transportation Engineers. 2009. Traffic CalmingTraffic Engineering Handbook, pp. 531–583. Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat, D.J.B.M. 2021. Pedoman Desain Geometrik Jalan, (1), pp. 1–14. https://simk.bpjt.pu.go.id/file_uploads/ketentuan/PEDOM AN_DESAIN_GEOMETRIK_JALAN_FINAL__pdf_04-112021_06-44-13.pdf. Mian, S. 2009. Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 22 Tahun 2009 tentang Lalu Lintas dan Angkutan Jalan, 2(5), p. 255. Pemodelan, P. (no date) Perencanaan & Pemodelan. Kedua. Edited by ITB. Bandung: ITB Bandung. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 34 Tahun 2006 Tentang Jalan. 2006. Perpres. 2022. ‘Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 2 Tahun 2022 Tentang Perubahan Kedua atas UndangUndang Nomor 38 Tahun 2004 Tentang Jalan’, Pemerintah Indonesia, (134229), p. 77. White, P. 1976. Planning for Public Transport. Hutchinson (Built environment series). Available at: https://books.google.co.id/books?id=bG0iAQAAMAAJ. Konsep Dasar Jalan Raya | 31 32 | Teknik Sipil BAB II Konsep Mekanika Teknik Budi Witjaksana A. Pendahuluan Mekanika adalah ilmu pertama yang memiliki kerangka teoretis yang sistematis didirikan pada matematika diciptakan, seperti yang dipelopori dalam 'Principia' Newton (pertama diterbitkan pada tahun 1687). Meskipun banyak ide yang sudah ada digabungkan 'Principia', itu mewakili konsepsi keseluruhan yang secara fundamental baru tentang bagaimana sebuah jurusan ilmu dapat dicirikan dari segi hukum-hukum yang berbentuk eksplisit karakter matematika. Mekanika Teknik adalah cabang dari ilmu fisika yang mempelajari dan menganalisis perilaku benda dan sistem fisik ketika berinteraksi dengan gaya dan perpindahan. Ini adalah dasar dari banyak disiplin ilmu dalam teknik, seperti teknik sipil dan teknik mesin. Konsep-konsep dasar dalam mekanika teknik meliputi: 1. Statika: Cabang mekanika yang mempelajari keadaan benda yang tidak bergerak atau bergerak dengan kecepatan konstan. Ini mencakup penentuan gaya yang diperlukan untuk menjaga benda dalam keadaan diam atau bergerak dengan kecepatan konstan (Kuhn, 2020). 2. Dinamika: Studi tentang gaya dan perpindahan benda. Dinamika terbagi menjadi dua sub-kategori: Kinematika, yang 33 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. mempelajari gerakan tanpa mempertimbangkan gaya yang menyebabkannya, dan kinetika, yang mempelajari hubungan antara gaya dan gerakan. Mekanika Bahan: Ini mempelajari perilaku benda padat yang ditekan oleh gaya eksternal. Ini mencakup pengetahuan tentang tegangan, regangan, dan modul elastisitas. Mekanika Fluida: Cabang dari mekanika yang mempelajari perilaku fluida (cairan dan gas). Ini mencakup pengetahuan tentang tekanan, aliran, dan dinamika fluida. Hukum Newton: Tiga hukum dasar yang digunakan untuk meramalkan pergerakan benda. Prinsip Keseimbangan: Dalam keadaan setimbang, jumlah gaya dan momen pada suatu sistem sama dengan nol. Konsep Gaya dan Momen: Gaya adalah interaksi yang menyebabkan perubahan keadaan gerak suatu benda, sedangkan momen adalah efek rotasi dari gaya tersebut. Analisis Struktur: Ini melibatkan penentuan gaya internal dan perpindahan dalam struktur, seperti balok, jembatan, dan bangunan. Energi dan Kerja: Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja, dan kerja adalah penerapan gaya sepanjang jarak. B. Statika Statika adalah cabang dari mekanika yang berfokus pada analisis benda-benda atau struktur yang tidak bergerak (diam) atau bergerak dengan kecepatan konstan. Prinsip dasarnya adalah bahwa, dalam keadaan setimbang, jumlah gaya dan momen yang bekerja pada suatu sistem harus sama dengan nol. Jika jumlah gaya dan momen yang bekerja pada sistem tidak nol, sistem tersebut akan bergerak atau berputar. Statika adalah cabang dari mekanika yang berfokus pada analisis benda-benda atau struktur yang tidak bergerak (diam) atau bergerak dengan kecepatan konstan. Prinsip dasarnya adalah bahwa, dalam keadaan setimbang, jumlah gaya dan momen yang bekerja pada suatu sistem harus sama dengan nol. 34 | Teknik Sipil Jika jumlah gaya dan momen yang bekerja pada sistem tidak nol, sistem tersebut akan bergerak atau berputar. Gambar 2.1 XXXXXXXXXXX Sumber : https://perpusteknik.com/pengantar-statika/ Untuk memberi gambaran yang lebih baik, mari kita lihat contoh sederhana: Misalkan kita memiliki balok kayu yang diletakkan di atas dua penyangga. Jika balok ini seimbang dan tidak bergerak, itu berarti bahwa jumlah gaya yang bekerja pada balok tersebut adalah nol. Jika kita memiliki berat balok W yang bertindak ke bawah di tengah balok, dan dua gaya F1 dan F2 dari masing-masing penyangga yang bertindak ke atas, kita bisa menulis bahwa: F1 + F2 = W Ini berarti jumlah gaya ke atas (F1 dan F2) harus sama dengan gaya ke bawah (W) untuk balok ini berada dalam keadaan setimbang. Kita juga harus mempertimbangkan momen. Momen adalah gaya yang menyebabkan putaran. Momen dihitung dengan mengalikan gaya dengan jarak dari titik pivot. Dalam hal ini, jika balok seimbang dan tidak berputar, maka jumlah momen juga harus nol. Jadi, jika W bertindak pada jarak L/2 dari masing- Konsep Mekanika Teknik | 35 masing penyangga (di mana L adalah panjang balok), kita bisa menulis bahwa: F1 * (L/2) = F2 * (L/2) Ini berarti bahwa gaya F1 dan F2 harus sama besar untuk memastikan balok tidak berputar. Jadi, dalam statika, kita menggunakan konsep-konsep seperti ini untuk menganalisis dan merancang struktur agar dapat menahan beban tanpa bergerak atau berputar. 1. Contoh Statika dalam Kehidupan Sehari-hari Sebuah Bangunan: Bangunan merupakan contoh paling umum dan mudah diidentifikasi dari aplikasi statika. Bangunan harus dirancang untuk menahan berbagai gaya dan beban, seperti berat sendiri, beban orang dan barang di dalamnya, serta gaya angin dan gempa bumi. Statika digunakan untuk memastikan bahwa semua gaya tersebut seimbang sehingga bangunan tetap berdiri dan tidak roboh. Meja dengan Beban di Atasnya: Bayangkan ada buku yang diletakkan di atas meja. Buku tersebut memiliki berat yang menghasilkan gaya ke bawah, dan meja memberikan gaya reaksi yang sama besarnya tetapi berlawanan arah untuk menahan buku tersebut. Jadi, gaya-gaya ini saling menyeimbangkan sehingga buku tersebut tetap diam di atas meja. Jembatan: Statika juga digunakan dalam desain dan analisis jembatan. Jembatan harus mampu menahan berat sendiri (beban mati) dan berat dari kendaraan dan pejalan kaki yang melintasinya (beban hidup). Statika memungkinkan insinyur untuk memastikan bahwa semua gaya dan momen dalam struktur jembatan seimbang. Dalam studi statika, biasanya dilakukan analisis gaya bebas (Free Body Diagram) untuk memahami dan memodelkan gaya-gaya yang bekerja pada suatu benda. Setelah itu, dilakukan penyeimbangan gaya dan momen untuk mencari gaya-gaya atau variabel-variabel yang belum diketahui. 36 | Teknik Sipil Rumus dasar yang digunakan dalam statika adalah ΣF= 0 dan ΣM= 0, yang menunjukkan bahwa jumlah gaya dan momen (atau torsi) dalam sistem adalah nol, yang berarti sistem tersebut berada dalam keseimbangan. 2. Contoh Soal Statika Pertimbangkan balok yang diletakkan di lantai. Balok tersebut memiliki massa 10 kg, yang berarti beratnya adalah 98 N (menggunakan g= 9.8 m/s²). Jika balok ini dalam keadaan diam, berapakah gaya reaksi lantai terhadap balok tersebut? Dalam hal ini, kita bisa menganggap bahwa balok dan lantai adalah sistem yang seimbang, sehingga kita bisa menggunakan prinsip keseimbangan gaya: ΣF= 0. Dengan menganggap ke atas sebagai positif, kita punya: gaya reaksi lantai (R) - berat balok = 0. Jadi, R - 98 N = 0, yang berarti R = 98 N. Jadi, gaya reaksi lantai terhadap balok tersebut adalah 98 N, yang berarti lantai mendorong balok ke atas dengan gaya yang sama besarnya dengan berat balok tersebut, menjaga balok tersebut tetap dalam posisi diam. Jadi, pada dasarnya, studi statika digunakan untuk memahami bagaimana sistem atau struktur bekerja dan bagaimana desainnya bisa dipastikan aman dan efisien. 3. Beberapa Buku yang Bisa Anda Baca untuk Belajar Lebih Lanjut tentang Statika a. "Engineering Mechanics: Statics" oleh R. C. Hibbeler Buku ini memberikan penjelasan yang jelas dan rinci tentang prinsip-prinsip dasar statika dalam konteks teknik, lengkap dengan contoh soal dan latihan. b. "Statics and Mechanics of Materials" oleh Ferdinand P. Beer, E. Russell Johnston Jr., John T. DeWolf, dan David F. Mazurek Buku ini menggabungkan topik-topik tentang statika dan mekanika bahan, menjadikannya pilihan yang baik jika Anda juga tertarik belajar tentang sifat material dalam konteks kekuatan dan deformasi. Konsep Mekanika Teknik | 37 c. "Vector Mechanics for Engineers: Statics" oleh Ferdinand Beer, E. Russell Johnston Jr., David Mazurek, Phillip Cornwell, dan Brian Self Buku ini merupakan sumber teks standar yang digunakan dalam banyak program teknik di seluruh dunia. d. "Mechanics for Engineers: Statics" oleh George W. Zwiebach Buku ini memberikan pengantar yang solid untuk statika dengan penjelasan teoretis dan contoh aplikasi. e. "Introduction to Statics and Dynamics" oleh Andy Ruina dan Rudra Pratap Buku ini membahas konsep-konsep dasar dalam statika dan dinamika dengan pendekatan yang mudah diikuti. f. "Mekanika Teknik: Statika" oleh Joko Kristiawan g. "Buku Ajar Mekanika Teknik: Statika dan Kekuatan Bahan" oleh Ir. H. Rusnaldy, Ph.D. h. "Mekanika Teknik I: Statika" oleh Prof. Dr. Ir. Mikrajuddin Abdullah, Fisika ITB i. "Statika Struktur Teknik Sipil" oleh Dr. Ir. Hardjito, Dipl.HE j. "Mekanika Teknik: Statika dan Dinamika" oleh Prof. Dr. Ir. I Made Gatot Karohika ST.,MT. C. Dinamika Dinamika adalah cabang dari mekanika yang mempelajari gaya dan gerakan objek yang bergerak. Dinamika sendiri dibagi menjadi dua bagian yaitu kinematika dan kinetika. Kinematika adalah studi tentang gerakan tanpa mempertimbangkan gaya yang menyebabkannya. Konsep-konsep utama dalam kinematika meliputi posisi, kecepatan, percepatan, dan waktu. Kinetika adalah studi tentang hubungan antara gaya dan gerakan. Konsep-konsep utama dalam kinetika meliputi hukum gerak Newton dan prinsip momentum dan energi. 38 | Teknik Sipil Gambar 2.2. Dinamika Teknik Sumber : https://yunusbillah.wordpress.com/mengajar/dinamikateknik/ Berikut adalah beberapa contoh yang menjelaskan konsep dinamika: 1. Mengendarai Mobil: Saat mengendarai mobil, Anda memanfaatkan konsep dinamika. Misalnya, saat Anda menginjak pedal gas, mobil bergerak maju. Ini adalah contoh dari Hukum II Newton, yang menyatakan bahwa gaya yang bekerja pada objek sama dengan massa objek dikalikan dengan percepatannya (F= ma). Dengan kata lain, saat Anda memberikan gaya pada mobil melalui pedal gas, mobil tersebut mengalami percepatan. 2. Sepeda Mengayuh Menanjak: Ketika sepeda naik ke bukit, ia melawan gaya gravitasi. Oleh karena itu, pengendara sepeda harus menerapkan gaya lebih besar untuk menjaga percepatan sepeda. Ini adalah contoh lain dari Hukum II Newton. 3. Lemparan Bola: Saat Anda melempar bola, Anda memberikan gaya awal pada bola tersebut yang menyebabkan bola bergerak dan terus bergerak sampai gaya lain (seperti gaya gravitasi atau gaya gesekan udara) menghentikan gerakannya. Ini adalah contoh dari Hukum I Newton (hukum inersia), yang Konsep Mekanika Teknik | 39 menyatakan bahwa objek akan tetap diam atau bergerak dengan kecepatan konstan dalam garis lurus kecuali dipaksa oleh gaya netto. 4. Penerbangan Pesawat: Pesawat terbang dengan menghasilkan gaya dorong yang cukup untuk mengatasi gaya hambatan dan gaya beratnya. Ketika gaya dorong lebih besar dari gaya hambatan dan berat, pesawat akan naik. Jika gaya dorong kurang, pesawat akan turun. Jika kedua gaya tersebut seimbang, pesawat akan terbang dengan kecepatan konstan. Ini adalah contoh dari Hukum II Newton. Pada dasarnya, dinamika digunakan untuk memahami dan meramalkan bagaimana objek bergerak dan berinteraksi satu sama lain saat gaya dikenakan pada mereka. Dalam mempelajari Dinamika, kita sering kali menggunakan Hukum Gerak Newton yang berisi tiga aturan utama: 1. Hukum Newton Pertama (Hukum Inersia) : Benda akan tetap diam atau bergerak lurus seragam sampai ada gaya luar yang bekerja padanya. Ini bukanlah rumus, tetapi konsep fundamental. 2. Hukum Newton Kedua : Gaya netto yang bekerja pada benda sama dengan perubahan momentumnya. Biasanya dirumuskan sebagai F = ma, di mana F adalah gaya total yang bekerja pada benda, m adalah massa benda, dan a adalah percepatan benda. 3. Hukum Newton Ketiga (Hukum Aksi-Reaksi) : Untuk setiap aksi, ada reaksi yang sama besar dan berlawanan arah. Lagilagi, ini bukanlah rumus, tetapi konsep fundamental. 1. Contoh Soal Dinamika Misalkan ada kotak dengan massa 10 kg, dan kita mendorongnya dengan gaya 50 Newton. Berapa percepatan kotak tersebut? Dari Hukum Newton Kedua, kita tahu bahwa F = ma. Kita bisa mengatur ulang rumus ini untuk menyelesaikan percepatan: a = F/m. Maka a = 50 N / 10 kg = 5 m/s². 40 | Teknik Sipil Jadi, kotak tersebut akan mengalami percepatan sebesar 5 meter per detik kuadrat. Untuk memahami dinamika secara lebih mendalam, biasanya diperlukan pemahaman tentang konsep-konsep seperti energi kinetik dan potensial, momentum, dan hukum kekekalan energi dan momentum. Dinamika juga mencakup studi tentang gerakan rotasi dan getaran, yang masing-masing memiliki seperangkat konsep dan rumus sendiri. Berikut beberapa rumus utama dalam kinematika untuk gerakan lurus (satu dimensi): Kecepatan rata-rata (v_avg) = perpindahan/waktu = Δx/ Δt Percepatan rata-rata (a_avg) = perubahan kecepatan/ waktu = Δv/Δt Kecepatan akhir (v) = kecepatan awal (u) + percepatan (a) * waktu (t) --> v = u + at Jarak atau perpindahan (x) = kecepatan awal (u) * waktu (t) + 1/2 * percepatan (a) * waktu^2 --> x = ut + 1/2at^2 Kecepatan akhir^2 = kecepatan awal^2 + 2 * percepatan * jarak --> v^2 = u^2 + 2ax 2. Contoh Soal Kinematika Misalkan sebuah mobil memulai perjalanan dari diam dan mencapai kecepatan 30 m/s dalam 10 detik. Berapa percepatannya dan berapa jarak yang ditempuhnya dalam waktu tersebut? Percepatannya dihitung dengan rumus percepatan ratarata, a = Δv/Δt = (30 m/s - 0 m/s) /10 s = 3 m/s². Untuk jarak yang ditempuh, kita menggunakan rumus x = ut + 1/2at^2. Karena mobil memulai dari diam, kecepatan awal (u) adalah 0, jadi x = 1/2 * 3 m/s² * (10 s)^2 = 150 m. Jadi, mobil tersebut mengalami percepatan sebesar 3 m/s² dan melalui jarak 150 meter selama 10 detik tersebut. Kinetika adalah cabang dari dinamika yang berfokus pada hubungan antara gerakan benda dan gaya yang menyebabkannya. Dengan kata lain, kinetika berfokus pada Konsep Mekanika Teknik | 41 penyebab perubahan gerakan. Konsep-konsep utama dalam kinetika meliputi Hukum Gerak Newton dan prinsip-prinsip energi dan momentum. 3. Konsep Kinetika Berikut adalah contoh dari konsep kinetika: Hukum Gerak Newton: Ini adalah prinsip dasar dalam kinetika. Hukum Newton Kedua, misalnya, menyatakan bahwa gaya yang diterapkan pada suatu benda adalah sama dengan perubahan momentum benda tersebut seiring waktu, atau F = ma, di mana F adalah gaya, m adalah massa, dan a adalah percepatan. Gambar 2.3. Energi Kinetik Sumber : https://www.pngwing.com/id/free-png-pdiql Prinsip Energi: Energi kinetik suatu benda dengan massa m dan kecepatan v adalah 1/2 mv^2. Energi potensial gravitasi suatu benda dengan massa m, gravitasi g, dan ketinggian h adalah mgh. Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa total energi dalam sistem tertutup tetap konstan. Prinsip Momentum: Momentum suatu benda adalah hasil kali antara massa dan kecepatan, atau p = mv. Hukum kekekalan momentum menyatakan bahwa total momentum dalam sistem tertutup (yaitu, sistem tanpa gaya eksternal) tetap konstan. 42 | Teknik Sipil Contoh Soal Kinetika Misalkan ada bola dengan massa 0.5 kg bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Bola tersebut memukul dinding dan memantul kembali dengan kecepatan yang sama tetapi arah yang berlawanan (yaitu, -10 m/s). Apakah perubahan momentum bola tersebut? Momentum awal bola adalah p1 = mv = 0.5 kg * 10 m/s = 5 kg*m/s. Momentum akhir bola adalah p2 = mv = 0.5 kg * -10 m/s= -5 kg*m/s.Jadi, perubahan momentum adalah p2 - p1= -5 kg*m/s - 5 kg*m/s = -10 kg*m/s. Jadi, perubahan momentum bola tersebut adalah -10 kg*m/s, yang berarti momentumnya berubah 10 kg*m/s dalam arah yang berlawanan dari gerakan awalnya. Ini adalah contoh dari prinsip momentum dan Hukum Gerak Newton Ketiga (untuk setiap aksi, ada reaksi yang sama besar dan berlawanan arah). 4. Beberapa Buku yang Membahas tentang Dinamika a. "Engineering Mechanics: Dynamics" oleh R.C. Hibbeler Buku ini memberikan penjelasan yang mendalam tentang dinamika dalam konteks teknik. Setiap konsep dijelaskan dengan jelas dan disertai dengan banyak contoh dan latihan soal. b. "Vector Mechanics for Engineers: Dynamics" oleh Ferdinand Beer, E. Russell Johnston Jr., David Mazurek, Phillip Cornwell, dan Brian Self Buku ini adalah bagian dari serangkaian buku "Vector Mechanics for Engineers" dan mencakup konsep-konsep dasar dan lanjutan dalam dinamika. c. "Dynamics: Theory and Application of Kane's Method" oleh Carlos M. Roithmayr dan Dewey H. Hodges Buku ini berfokus pada metode Kane, teknik yang digunakan dalam dinamika yang canggih dan membahas konsep-konsep seperti gerakan benda kaku, getaran, dan banyak lagi. Konsep Mekanika Teknik | 43 d. "Introduction to Dynamics" oleh Irving Herman Shames Buku ini menawarkan pengenalan tentang dinamika dan mencakup topik-topik seperti kinematika, hukum gerak Newton, dan energi dan momentum. e. "Classical Dynamics of Particles and Systems" oleh Stephen T. Thornton dan Jerry B. Marion Buku ini berfokus pada dinamika dalam konteks fisika dan mencakup topik-topik seperti mekanika Lagrangian dan Hamiltonian, serta mekanika relativitas. 5. Beberapa Buku yang Membahas Dinamika dalam Konteks Teknik Sipil a. "Dynamics of Structures" oleh Anil K. Chopra Buku ini merupakan rujukan klasik untuk dinamika struktur dalam teknik sipil, dan mencakup topik-topik seperti respon struktur terhadap beban dinamis dan getaran struktur. b. "Structural Dynamics: Theory and Computation" oleh Mario Paz, William Leigh Buku ini memperkenalkan teori dan komputasi dinamika struktur, termasuk aplikasi untuk berbagai jenis struktur dan bahan. c. "Elements of Earthquake Engineering and Structural Dynamics" oleh Andre Filiatrault, et al. Buku ini mencakup topik dinamika struktur dengan fokus pada aplikasi dalam rekayasa gempa. d. "Dynamics of Civil Structures" oleh John W. Wallace, John F. Hall Buku ini berfokus pada aplikasi prinsip-prinsip dinamika pada struktur teknik sipil dan mencakup topik seperti analisis modal dan pemodelan dinamik. e. "Structural Dynamics and Vibration in Practice: An Engineering Handbook" oleh Douglas Thorby Buku ini memberikan panduan praktis untuk rekayasa dinamika dan getaran dalam praktik teknik sipil. 44 | Teknik Sipil Berikut beberapa judul buku yang ditulis oleh penulis Indonesia dan membahas tentang Dinamika dalam konteks Teknik Sipil: a. "Mekanika Teknik: Statika dan Dinamika" oleh Prof. Dr. Ir. I Made Gatot Karohika, S.T., M.T. b. "Dinamika Struktur" oleh Prof. Dr. Ir. I Wayan Sengara. c. "Teori dan Aplikasi Dinamika Struktur" oleh Prof. Dr. Ir. Iswandi Imran. d. "Analisis Dinamika Struktur" oleh Dr. Eddy Roflin, M.Sc. D. Mekanika Bahan Mekanika bahan, yang juga dikenal sebagai mekanika padat atau kekuatan bahan, adalah cabang mekanika yang mempelajari perilaku benda ketika gaya eksternal diterapkan. Fokus utamanya adalah pada deformasi dan tegangan yang dihasilkan oleh gaya tersebut. Mekanika bahan, juga dikenal sebagai Mekanika Padat atau Kejutan Bahan, adalah cabang ilmu teknik yang mempelajari perilaku bahan ketika diterapkan gaya atau beban. Ini membantu dalam merancang dan menganalisis struktur seperti jembatan, bangunan, pesawat, kapal, dan mesin lainnya. Konsep utama dalam mekanika bahan meliputi tegangan (stres), regangan (strain), modul elastisitas, dan Hukum Hooke. Gambar 2.4. Menentukan Titik Penampang Sumber: https://images.app.goo.gl/ScCJDLVnMmjVKD2x6 Konsep Mekanika Teknik | 45 Tegangan (Stres): Tegangan adalah gaya per unit area dalam benda, biasanya dinyatakan dalam unit pascal (Pa). Tegangan, σ, dihitung dengan rumus σ= F/A, di mana F adalah gaya dan A adalah luas penampang. Regangan (Strain): Regangan adalah perubahan panjang per unit panjang awal. Regangan, ε, dihitung dengan rumus ε= ΔL/L0, di mana ΔL adalah perubahan panjang dan L0 adalah panjang awal. Modul Elastisitas (Young's Modulus): Modul elastisitas adalah rasio tegangan terhadap regangan dalam benda elastis, biasanya dinyatakan dalam unit pascal (Pa). Modul elastisitas, E, dihitung dengan rumus E = σ/ε. Hukum Hooke: Hukum Hooke menyatakan bahwa regangan dalam benda elastis sebanding dengan tegangan yang diterapkannya, selama benda tersebut tidak melampaui batas elastisitasnya. Dinyatakan sebagai σ = Eε. Contoh Soal Mekanika Bahan: Misalkan kita memiliki balok baja dengan panjang awal 3 meter dan luas penampang 0.01 m². Balok tersebut ditarik dengan gaya 15,000 N, dan panjangnya berubah menjadi 3.003 meter. Modul elastisitas baja adalah sekitar 200 GPa (200 miliar Pa). Apakah perilaku balok ini sesuai dengan Hukum Hooke? 1. Hitung tegangan pada balok: σ = F/A = 15,000 N / 0.01 m²= 1.5 juta Pa (atau 1.5 MPa). 2. Hitung regangan pada balok: ε = ΔL/L0= (3.003 m - 3 m)/3 m= 0.001. 3. Bandingkan tegangan dan regangan dengan Modul elastisitas: E = σ/ε = 1.5 juta Pa / 0.001= 1.5 miliar Pa (atau 1.5 GPa). Dalam hal ini, E yang dihitung (1.5 GPa) lebih kecil dari E baja yang diberikan (200 GPa), jadi dalam kasus ini balok tidak sepenuhnya mengikuti Hukum Hooke. Ini mungkin menunjukkan bahwa balok telah melampaui batas elastisitasnya, atau bahwa ada faktor lain yang mempengaruhi perilakunya, seperti perubahan suhu atau efek plastis. 46 | Teknik Sipil **Contoh Soal Mekanika Bahan:** Misalkan sebuah batang baja dengan panjang 3 meter dan luas penampang 0.01 m² ditarik dengan gaya 15000 N. Jika modulus elastisitas baja adalah 200 GPa, berapa perubahan panjang batang tersebut? Pertama, hitung tegangan pada batang menggunakan rumus tegangan: σ = F / A = 15000 N / 0.01 m² = 1.5 * 10^6 Pa = 1.5 MPa Kemudian, gunakan Hukum Hooke untuk menghitung deformasi: ε = σ / E = 1.5 MPa / 200 GPa = 7.5 * 10^-6 Terakhir, hitung perubahan panjang batang menggunakan rumus deformasi: ΔL = ε * L = 7.5 * 10^-6 * 3 m = 0.0225 mm Jadi, panjang batang baja tersebut akan bertambah sebesar 0.0225 mm ketika ditarik dengan gaya 15000 N. Berikut beberapa buku yang bisa Anda baca untuk belajar lebih lanjut tentang mekanika bahan: 1. "Mechanics of Materials" oleh R. C. Hibbeler Buku ini memberikan penjelasan yang jelas dan rinci tentang prinsip-prinsip dasar mekanika bahan, lengkap dengan contoh soal dan latihan. 2. "Mechanics of Materials" oleh Ferdinand P. Beer, E. Russell Johnston Jr., John T. DeWolf, dan David F. Mazurek Buku ini menggabungkan topik-topik tentang statika dan mekanika bahan, menjadikannya pilihan yang baik jika Anda juga tertarik belajar tentang sifat material dalam konteks kekuatan dan deformasi. 3. "Mechanics of Materials" oleh James M. Gere dan Barry J. Goodno Buku ini adalah sumber daya yang sangat baik untuk belajar tentang konsep-konsep dalam mekanika bahan, termasuk tegangan, regangan, dan transformasi. Konsep Mekanika Teknik | 47 4. "Mechanics of Materials: An Integrated Learning System" oleh Timothy A. Philpot Buku ini mengajarkan konsep mekanika bahan dengan pendekatan sistem belajar terintegrasi, melibatkan pembaca dalam latihan interaktif dan aplikasi real-world. 5. "Advanced Mechanics of Materials and Applied Elasticity" oleh Ansel C. Ugural dan Saul K. Fenster Buku ini adalah sumber daya yang bagus untuk tingkat lanjut dalam mekanika bahan, mencakup topik seperti analisis tegangan, transformasi tegangan dan regangan, serta perilaku bahan. Berikut adalah beberapa buku yang membahas mekanika bahan dalam konteks teknik sipil: 1. "Mechanics of Materials in SI Units" oleh Russell C. Hibbeler Buku ini merupakan referensi klasik untuk mekanika bahan dalam teknik sipil. Hibbeler menggabungkan penjelasan teoritis dengan studi kasus dan contoh nyata, menjadikan buku ini sangat berguna dalam aplikasi praktis. 2. "Mechanics of Materials" oleh James M. Gere dan Barry J. Goodno Buku ini menawarkan pengenalan yang baik ke prinsipprinsip dasar mekanika bahan, dan banyak digunakan oleh mahasiswa teknik sipil. 3. "Mechanics of Materials For Dummies" oleh James H. Allen III Meski bukan secara khusus ditujukan untuk teknik sipil, buku ini memberikan pengantar yang mudah dipahami ke mekanika bahan, menjadikannya pilihan yang baik bagi mereka yang baru memulai. 4. "Mechanics of Materials: An Introduction to the Mechanics of Elastic and Plastic Deformation of Solids and Structural Components" oleh E.J. Hearn Buku ini memberikan penjelasan mendalam tentang mekanika bahan, dengan fokus pada deformasi elastis dan plastis, yang sangat relevan bagi teknik sipil. 48 | Teknik Sipil 6. "Mechanics of Materials" oleh Madhukar Vable Buku ini menggabungkan penjelasan teoritis dengan contoh dan latihan praktis, membantu pembaca memahami bagaimana konsep-konsep ini diterapkan dalam konteks teknik sipil. Berikut ini adalah beberapa judul buku tentang Mekanika Bahan dalam Teknik Sipil yang ditulis oleh penulis dari Indonesia: 1. "Mekanika Teknik - Jilid 1: Statika dan Kekuatan Material" oleh R. C. Hibbeler, diterjemahkan oleh Lie Jasa, Ir Buku ini memberikan penjelasan tentang statika dan mekanika bahan dengan penjelasan dan contoh yang jelas. Buku ini adalah terjemahan dari edisi asli R. C. Hibbeler. 2. "Mekanika Bahan untuk Teknik Sipil" oleh Imam Rochani, S.T., M.T Buku ini mengulas konsep-konsep dasar mekanika bahan seperti tegangan, regangan, serta perubahan bentuk dan ukuran material akibat beban. 3. "Mekanika Bahan" oleh Firdaus, S.T., M.T Buku ini memperkenalkan prinsip-prinsip dasar mekanika bahan dengan penjelasan dan contoh yang jelas dan mudah dipahami. 4. "Mekanika Bahan" oleh Dr. Ir. H. Agus Subekti, M.T Buku ini memberikan penjelasan yang rinci tentang prinsip-prinsip dasar mekanika bahan dan bagaimana menerapkannya dalam konteks teknik sipil. 5. "Buku Ajar Mekanika Bahan" oleh Dr. Suhendro, S.T., M.T Buku ini berisi konsep dasar mekanika bahan yang relevan dengan teknik sipil dan ditulis dengan gaya yang mudah dipahami. E. Mekanika Fluida Mekanika fluida adalah cabang dari fisika yang mempelajari perilaku fluida (cairan dan gas) baik dalam keadaan diam (fluida statis) maupun bergerak (fluida dinamis). Studi ini penting dalam Konsep Mekanika Teknik | 49 berbagai bidang, termasuk teknik sipil, teknik mesin, dan teknik lingkungan. Konsep dasar dalam mekanika fluida termasuk tekanan, aliran, dan prinsip-prinsip kunci seperti Hukum Pascal, Hukum Archimedes, dan Persamaan Bernoulli. 1. Tekanan: Tekanan adalah gaya per unit area dan didefinisikan sebagai P= F/A. Dalam konteks fluida, tekanan biasanya disebabkan oleh gravitasi dan kedalaman fluida: P= ρgh, di mana ρ adalah kerapatan fluida, g adalah percepatan gravitasi, dan h adalah kedalaman fluida. 2. Aliran: Aliran fluida bisa berupa aliran laminar (aliran yang halus dan teratur) atau aliran turbulen (aliran yang kacau dan tidak teratur). Debit aliran adalah volume fluida yang mengalir per unit waktu, biasanya dinyatakan dalam meter kubik per detik (m³/s) atau liter per detik (l/s). 3. Hukum Pascal: Hukum ini menyatakan bahwa perubahan tekanan pada titik manapun dalam fluida tidak terkompresi akan ditransmisikan ke semua titik lain dalam fluida dengan sama. 4. Hukum Archimedes: Hukum ini menyatakan bahwa gaya angkat yang diberikan pada benda yang direndam dalam fluida adalah sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut. 5. Persamaan Bernoulli: Persamaan ini menjelaskan bagaimana energi dalam aliran fluida tetap konstan. Dalam bentuk paling sederhana, persamaan Bernoulli adalah: P₁ + ½ρv₁² + ρgh₁= P₂+ ½ρv₂² + ρgh₂, di mana P adalah tekanan, v adalah kecepatan aliran, dan h adalah ketinggian. Contoh Soal Mekanika Fluida: Soal: Tabung berisi air memiliki diameter 2 m dan tinggi 10 m. Berapakah tekanan di dasar tabung ini? (Kerapatan air ρ= 1000 kg/m³, percepatan gravitasi g= 9.8 m/s²). Jawaban: Tekanan di dasar tabung dihitung menggunakan rumus tekanan fluida: P= ρgh= 1000 kg/m³ * 9.8 m/s² * 10 m= 98,000 Pa atau 98 kPa. 50 | Teknik Sipil Mekanika fluida memainkan peran penting dalam teknik sipil, khususnya dalam desain dan analisis sistem pengelolaan air dan limbah, serta dalam hidrologi dan rekayasa pantai. Dua prinsip kunci dalam mekanika fluida yang sering digunakan dalam teknik sipil adalah prinsip Bernoulli dan Hukum Kontinuitas. Gambar 2.5. Efek Bernoulli dalam Mekanika Fluida Sumber: https://id.wikipedia.org/wiki/Mekanika_fluida#/ media/Berkas:BernoullisLawDerivationDiagram.svg 1. Prinsip Bernoulli: Prinsip Bernoulli mengatakan bahwa peningkatan kecepatan aliran fluida terjadi bersamaan dengan penurunan tekanan atau penurunan energi potensial fluida. Prinsip ini digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti dalam desain sistem pipa dan saluran air. 2. Hukum Kontinuitas: Hukum Kontinuitas menyatakan bahwa volume fluida yang memasuki suatu sistem per unit waktu sama dengan volume yang keluar dari sistem per unit waktu, asalkan tidak ada tambahan atau pengurangan massa di dalam sistem. Hukum ini digunakan dalam analisis aliran air dalam pipa dan saluran. Konsep Mekanika Teknik | 51 Contoh Soal Mekanika Fluida dalam Teknik Sipil: Misalkan kita memiliki pipa yang mengalirkan air dari reservoar ke rumah. Pipa memiliki diameter 15 cm di reservoir dan menyempit menjadi diameter 5 cm di rumah. Jika kecepatan air di reservoir adalah 2 m/s, berapakah kecepatan air saat masuk ke rumah? Menurut Hukum Kontinuitas, kita dapat menuliskan persamaannya sebagai berikut: A1*v1 = A2*v2 Di mana A1 dan A2 adalah luas penampang pipa di reservoir dan rumah, dan v1 dan v2 adalah kecepatan air di reservoir dan rumah. Menyubstitusikan nilai-nilai yang diberikan dan mencari v2, kita mendapatkan: π*(15 cm/2)² * 2 m/s = π*(5 cm/2)² * v2 Membagi kedua sisi dengan π dan (5 cm/2)², kita mendapatkan: 9 * 2 m/s = v2 Jadi, v2= 18 m/s. Dengan kata lain, kecepatan air saat masuk ke rumah adalah 18 m/s. Ini adalah contoh bagaimana mekanika fluida digunakan dalam desain sistem pipa dalam teknik sipil. Berikut adalah contoh soal dalam konteks teknik sipil yang berhubungan dengan mekanika fluida: Soal: Misalkan kita mempunyai sebuah bendungan yang berbentuk persegi panjang dengan tinggi 30 meter dan lebar 10 meter. Air menekan seluruh permukaan bendungan. Berapa total gaya yang diberikan oleh air pada bendungan? Penyelesaian: Dalam soal ini, kita perlu menghitung tekanan air pada setiap titik permukaan bendungan, yang akan bervariasi berdasarkan kedalaman. Tekanan fluida dapat dihitung menggunakan rumus: P = ρgh 52 | Teknik Sipil di mana: 1. ρ adalah densitas air (sekitar 1000 kg/m³ di temperatur ruangan). 2. g adalah percepatan gravitasi (sekitar 9.8 m/s²), dan 3. h adalah kedalaman. Namun, karena tekanan bervariasi sepanjang ketinggian bendungan, kita perlu menghitung tekanan rata-rata, yang terjadi pada titik tengah bendungan. Jadi, kita akan mengganti h dengan setengah dari tinggi bendungan, atau 15 meter. Menghitung tekanan, kita mendapatkan: P = (1000 kg/m³)(9.8 m/s²)(15 m) = 147,000 Pa Selanjutnya, kita akan menghitung gaya yang diberikan tekanan ini pada permukaan bendungan. Gaya, F, dihitung dengan rumus F = PA, di mana A adalah luas. Dalam hal ini, luas bendungan adalah tinggi dikalikan lebar, atau (30 m)(10 m)= 300 m². Menghitung gaya, kita mendapatkan: F = (147,000 Pa)(300 m²) = 44,100,000 N Jadi, total gaya yang diberikan oleh air pada bendungan adalah sekitar 44,1 Mega Newtons. Perhatikan bahwa ini adalah gaya total pada permukaan bendungan, dan bahwa gaya ini akan bervariasi dari titik ke titik berdasarkan kedalaman titik tersebut di bawah permukaan air. Contoh Soal: Dalam proyek teknik sipil, kita sering kali perlu mempertimbangkan tekanan fluida. Misalkan kita memiliki tangki berbentuk silinder yang penuh dengan air hingga ketinggian 10 meter. Tekanan atmosfer adalah 101.325 Pa. Berapakah tekanan total di dasar tangki? Tekanan hidrostatis di suatu kedalaman dalam fluida dihitung dengan rumus: Konsep Mekanika Teknik | 53 P = ρgh + Patm, di mana: 1. P adalah tekanan total. 2. ρ adalah densitas air (sekitar 1000 kg/m³ untuk air). 3. g adalah percepatan gravitasi (sekitar 9.81 m/s² di permukaan bumi). 4. h adalah ketinggian kolom air, dan 5. Patm adalah tekanan atmosfer. Substitusikan nilai-nilai tersebut ke dalam rumus, kita mendapatkan: P = 1000 kg/m³ * 9.81 m/s² * 10 m + 101.325 Pa, P = 98100 Pa + 101.325 Pa, P = 98201.325 Pa, atau sekitar 98.2 kPa. Ini adalah tekanan total di dasar tangki. Dalam prakteknya, tekanan ini akan berdampak pada desain struktural tangki dan pipa yang terhubung ke tangki tersebut. Mekanika fluida sangat penting dalam berbagai aspek teknik sipil, terutama dalam desain dan analisis sistem manajemen air dan limbah. Berikut adalah contoh soal mekanika fluida dalam konteks teknik sipil: Soal: Sebuah tangki air berbentuk tabung dengan diameter 2 meter dan tinggi 10 meter. Tangki ini penuh dengan air (ρ= 1000 kg/m^3). Berapa tekanan hidrostatik di dasar tangki? Solusi: Tekanan hidrostatik, atau tekanan yang disebabkan oleh kolom fluida, dapat dihitung menggunakan rumus: P = ρgh di mana: ρ = kerapatan air g = percepatan gravitasi (~9.81 m/s^2) h = ketinggian kolom air 54 | Teknik Sipil Jadi, tekanan di dasar tangki adalah: P= (1000 kg/m^3) * (9.81 m/s^2) * (10 m)= 98100 Pa atau 98.1 kPa Ini berarti tekanan hidrostatik di dasar tangki adalah 98.1 kPa. Soal seperti ini sering muncul dalam desain struktur seperti tangki atau bendungan, di mana insinyur harus memastikan bahwa struktur tersebut dapat menahan tekanan yang ditimbulkan oleh fluida. Konsep Mekanika Teknik | 55 56 | Teknik Sipil Daftar Pustaka Andy Ruina dan Rudra Pratap. Introduction to Statics and Dynamics. Dr. Ir. Hardjito, Dipl. HE. Statika Struktur Teknik Sipil. Ferdinand Beer, E. Russell Johnston Jr., David Mazurek, Phillip Cornwell, dan Brian Self. Vector Mechanics for Engineers: Statics. Ferdinand P. Beer, E. Russell Johnston Jr., John T. DeWolf, dan David F. Mazurek. Statics and Mechanics of Materials. George W. Zwiebach. Mechanics for Engineers: Statics. Hutahean, S. 2010. Pemodelan Dinamika Gelombang dengan Mengerjakan Persamaan Kekekalan Energi. Jurnal Teknik Sipil, 14(1), 59. https://doi.org/10.5614/jts.2007.14.1.5 Ir. H. Rusnaldy, Ph.D. Buku Ajar Mekanika Teknik: Statika dan Kekuatan Bahan. Joko Kristiawan. Mekanika Teknik: Statika. Kuhn, T. 2020. The structure of scientific revolutions. In Knowledge and Postmodernism in Historical Perspective: Vol. II (Issue 2). https://doi.org/10.5840/philstudies196413082 Prof. Dr. Ir. I Made Gatot Karohika S.T., M.T. Mekanika Teknik: Statika dan Dinamika. Prof. Dr. Ir. Mikrajuddin Abdullah. Mekanika Teknik I: Statika. Fisika ITB. R. C. Hibbeler. Engineering Mechanics: Statics. R. C. Hibbeler. Mekanika Teknik-Jilid 1: Statika dan Kekuatan Material. Diterjemahkan oleh Lie Jasa, Ir. Konsep Mekanika Teknik | 57 58 | Teknik Sipil BAB III Pengembangan Sumber Daya Air Donny Dwy Judianto Lehitu A. Pendahuluan Air adalah elemen paling penting pada kehidupan manusia. Air berasal dari berbagai sumber. Permasalahan umum mengenai air adalah tentang ketersediaan (kuantitas) dan kualitas air. Masalah pengelolaan sumber daya air mencakup masalah kuantitas air dan kualitas air. Pengelolaan kualitas air ditekankan sebagai salah satu masalah yang paling relevan dalam pengelolaan sumber daya air. Masalah alokasi sering muncul baik dalam pengelolaan kuantitas air maupun pengelolaan kualitas air (Acosta-Vega, et al., 2023). Selain itu, masalah yang bisa terjadi terkait sumber daya air misalnya karena faktor alam, seperti perubahan iklim dan bencana alam. Perubahan iklim dapat mempengaruhi siklus air dan pola hujan yang berdampak pada ketersediaan air. Selain itu, pemanasan global yang meningkat dapat menyebabkan peningkatan proses penguapan yang terjadi pada perairan. Masalah lain dipengaruhi oleh faktor eksternal seperti konflik antarnegara. Terkadang sumber daya air dapat menjadi perebutan antarwilayah. 59 Masalah lain yaitu mengenai pengelolaan sumber daya air yang tidak efisien. Ketidakefisienan dalam penggunaan dan distribusi air serta kurangnya pengelolaan yang efektif dapat mengakibatkan pemborosan dan ketidakadilan dalam akses terhadap air. Sistem pengelolaan air yang tidak memadai juga dapat menghambat kemajuan dalam pengembangan sumber daya air yang berkelanjutan. Oleh karena itu, perlu adanya pengembangan sumber daya air agar pengelolaan dapat lebih efektif dan efisien. Selain itu, pengembangan sumber daya air juga bermanfaat bagi penyediaan air bersih, meningkatkan efektivitas sanitasi air, dan mengurangi pemborosan air. B. Definisi Pengembangan Sumber Daya Air Pengembangan sumber daya air dapat diartikan serangkaian langkah untuk memaksimalkan penggunaan dan pengelolaan sumber daya air yang tersedia. Tujuannya adalah untuk memenuhi kebutuhan air secara berkelanjutan dalam sektorsektor seperti pertanian, industri, dan pemukiman, serta untuk menjaga keseimbangan ekosistem air dan melindungi lingkungan (Biswas, 2009). Pengembangan sumber daya air mencakup langkah-langkah perencanaan, desain, konstruksi, dan pengelolaan sumber daya air dengan tujuan meningkatkan peluang eksploitasi dan pemanfaatan sumber daya air secara berkelanjutan serta meningkatkan nilai sumber daya air. Pengembangan sumber daya air memiliki peran penting dalam memastikan bahwa generasi masa depan dapat mengakses air bersih dan mendorong pembangunan. Pengembangan sumber daya air mengacu pada proses pengelolaan dan pemanfaatan sumber daya air untuk memenuhi kebutuhan manusia sambil menjaga keberlanjutan dan perlindungan lingkungan. Pengembangan sumber daya air melibatkan berbagai kegiatan seperti pasokan air, irigasi, pembangkitan energi hidro, pengendalian banjir, dan pengolahan air (S. Y. Park, et al., 2022). 60 | Teknik Sipil Pengembangan sumber daya air melibatkan beberapa aspek, yaitu sebagai berikut.(Dollar et al., 2010; S. Y. Park, et al., 2022; Qi, et al., 2020; Smith & Hogg, 1971). 1. Pengelolaan sumber daya air yang efisien. 2. Tingkat konsumsi air ditinjau dari segi sosial-ekonomi. 3. Aspek budaya dalam pengembangan sumber daya air. 4. Sistem klasifikasi sumber daya air. Dalam bidang teknik sipil, pengembangan sumber daya air mengacu pada proses pengelolaan dan pemanfaatan sumber daya air untuk memenuhi kebutuhan manusia serta untuk memastikan keberlanjutan dan perlindungan lingkungan. Dalam konteks teknik sipil terdapat empat aspek dalam pengembangan sumber daya air, yaitu 1) manajemen sumber daya air, 2) perencanaan embung, 3) analisis limpasan, 4) peningkatan kompetensi SDM. C. Tujuan Pengembangan Sumber Daya Air Pengembangan sumber daya air memiliki beberapa tujuan yang berkelanjutan. Menurut Torabi Haghighi, et al., (2023) secara umum terdapat lima tujuan pengembangan sumber daya air yaitu sebagai berikut. 1. Memenuhi kebutuhan air berkelanjutan: Untuk memenuhi kebutuhan air secara berkelanjutan, pengembangan sumber daya air bertujuan untuk memastikan pasokan yang cukup, aman, dan berkualitas untuk berbagai keperluan seperti irigasi pertanian, pasokan air minum, pengendalian banjir, dan pembangkitan energi hidroelektrik. 2. Meningkatkan efisiensi penggunaan air: Pengembangan sumber daya air juga bertujuan untuk meningkatkan efisiensi penggunaan air melalui pengaturan aliran, penghematan air, dan pengelolaan yang efisien, dengan tujuan mengurangi pemborosan dan memastikan penggunaan yang lebih efektif. 3. Melindungi lingkungan dan ekosistem air: Aspek penting lainnya dalam pengembangan sumber daya air adalah perlindungan lingkungan dan ekosistem air. Hal ini melibatkan upaya untuk menjaga kualitas air, mempertahankan Pengembangan Sumber Daya Air | 61 keanekaragaman hayati, dan menjaga keseimbangan ekosistem air. 4. Meningkatkan ketahanan terhadap perubahan iklim: Pengembangan sumber daya air juga bertujuan untuk menghadapi tantangan perubahan iklim, seperti peningkatan kekeringan atau banjir yang lebih sering terjadi. Ini melibatkan perencanaan yang adaptif dan pengelolaan yang fleksibel untuk mengatasi perubahan kondisi hidrologi. 5. Meningkatkan keberlanjutan ekonomi dan sosial: Pengembangan sumber daya air juga memiliki tujuan untuk mendukung pertumbuhan ekonomi dan kesejahteraan sosial. Ini melibatkan pemanfaatan air untuk sektor-sektor ekonomi yang berkelanjutan, seperti pertanian yang efisien, industri yang ramah lingkungan, dan pasokan air minum yang memadai bagi masyarakat. D. Bentuk dan Metode Pengembangan Sumber Daya Air Metode pengembangan sumber daya air melibatkan beberapa pendekatan. Menurut Talat (2020) terdapat 3 pendekatan dalam metode pengembangan sumber daya air yaitu desalinasi, pengolahan air limbah, dan pengobatan air minum. Berikut ini akan dijelaskan mengenai metode-metode yang digunakan untuk praktik pengembangan sumber daya air. 1. Desalinasi Metode desalinasi digunakan untuk pengolahan air laut menjadi air tawar dengan menyaring kadar mineral garam yang terkandung didalamnya sehingga dapat dikonsumsi atau diminum oleh manusia. Desalinasi air adalah proses penghilangan garam dan mineral dari air laut atau air asin untuk menghasilkan air tawar yang dapat digunakan untuk keperluan konsumsi, irigasi, dan industri (Kriegel & Scotognella, 2022). 62 | Teknik Sipil Gambar 3.1. Proses Desalinasi Air Sumber: (PUB Desalinated Water, n.d.) Kemudian, menurut Sirohi, et al., (2023) terdapat 4 model desalinasi air yaitu teknologi membran, penguapan, adsorpsi, dan elektrodialisis. a. Teknologi Desalinasi dengan Menggunakan Membran Metode ini melibatkan penggunaan membran, seperti membran polimer, membran keramik, dan membran berbasis karbon nanotube, untuk memisahkan garam dan partikel lain dari air laut atau air asin. Membran adalah lapisan tipis yang bersifat semipermeabel dan berfungsi sebagai alat pemisah berdasarkan sifat fisiknya. Pada dasarnya, proses pemisahan menggunakan membran menghasilkan dua komponen, yaitu retentat atau konsentrat (bagian campuran yang tidak melewati membran) dan permeat (bagian campuran yang melewati membran). Pemisahan ini terjadi melalui perpindahan Pengembangan Sumber Daya Air | 63 materi secara selektif yang dipengaruhi oleh gaya dorong yang terkait dengan parameter tertentu antara dua media yang dipisahkan, seperti perbedaan potensial listrik (∆E), gradien tekanan (∆P), gradien konsentrasi (∆C), dan gradien temperatur (∆T). Dalam penggunaan membran untuk desalinasi air, terdapat modul membran. Tujuan penggunaan membran yang utama adalah untuk menghindari kebocoran pada proses desalinasi tepatnya antara bagian umpan dan permeate pada membran. Contoh modul membran adalah tubular, spiral wound, hollow fiber, dan plate & frame. Selain itu, membran juga memiliki jenis-jenis bahan. Bahan komersil yang familiar ditemukan adalah reserve osmosis, nanofiltrasi, ultrafiltrasi, mikrofiltrasi, dan elekrtodialisi Gambar 3.2. Proses Desalinasi Menggunakan Membran RO Sumber: Sri (2011) Terdapat dua karakteristik membran yaitu permeabilitas dan permeselektifitas. Permeabilitas adalah ukuran kecepatan suatu spesi tertentu dalam melewati membran. Membran yang efisien adalah membran dengan tingkat permeabilitas yang tinggi. Metode permeabilitas digunakan dengan mengasumsikan adanya daya kapilaritas melalui pori-pori membran, dan ukuran pori dapat dihitung dengan melihat aliran substansi melalui membran pada suhu yang konstan menggunakan persamaan berikut. 64 | Teknik Sipil j = fluks fluida yang melewati membran ∆P = perbedaan tekanan (N/m2) ∆x = ketebalan membran (m) Faktor pembanding: r = jari-jari 𝜇 = viskositas cairan (pa.s) 𝑛𝜋𝑟 2 𝜀 = porositas permukaan membran (=𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑝𝑒𝑟𝑚𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛) 𝜏 = tortuosity Persamaan lain yang dapat digunakan menentukan karakteristik permeabilitas adalah untuk V = volume permeat (liter) t = selang waktu pengambilan permeat (jam) A = luas permukaan membran (m2) Karakteristik membran selanjutnya adalah permeselektivitas. Permselektivitas merujuk pada kapasitas sebuah membran untuk menahan atau membiarkan melewati spesies tertentu. Ketika berbicara tentang membran berpori, permselektivitasnya ditentukan oleh batasan berat molekul yang dapat ditahan oleh membran tersebut. Dalam konteks ultrafiltrasi, kemampuan membran diukur berdasarkan kemampuannya untuk menahan molekul dengan ukuran yang spesifik. Pengukuran ini diekspresikan dalam bentuk rejeksi (R), yang dapat dijelaskan sebagai berikut: Pengembangan Sumber Daya Air | 65 R = rejeksi Cp = konsentrasi permeat Cf = konsentrasi feed b. Teknologi Desalinasi dengan Penguapan Teknologi desalinasi melalui penguapan melibatkan proses menguapkan air laut atau air asin dan kemudian mengembalikan uap air tersebut menjadi air tawar. Beberapa metode yang digunakan dalam teknologi ini mencakup penguapan bertahap, penguapan menggunakan vakum, dan penguapan menggunakan energi matahari. Penguapan dengan matahari disebut juga dengan istilah solar desalination. Solar desalination adalah metode untuk menghilangkan garam dari air laut atau air asin menggunakan energi surya. Proses ini melibatkan pemanasan air laut atau air asin dengan menggunakan energi dari sinar matahari. Akibat pemanasan ini, air menguap dan meninggalkan garam-garamnya. Uap air yang terbentuk kemudian dikondensasikan kembali menjadi air bersih yang bebas garam. Dengan demikian, teknologi ini memanfaatkan energi matahari untuk menghasilkan air bersih dari air laut atau air asin yang terdapat garam di dalamnya (Wijewardane & Ghaffour, 2023). Gambar 3.3. Ilustrasi Proses Desalinasi Menggunakan Penguapan Matahari Sumber: Wijewardane dan Ghaffour (2023) 66 | Teknik Sipil Proses desalinasi air menggunakan bantuan matahari memiliki kekurangan dan kelebihan. Kekurangan dari metode penguapan adalah, 1) biaya awal yang tinggi, 2) bergantung pada kondisi cuaca, 3) pengaruh lingkungan. Adapun kelebihan dari desalinasi menggunakan penguapan adalah, 1) termasuk dalam sumber energi terbarukan, 2) potensial untuk daerah terpencil, 3) mengurangi ketergantungan pada sumber air tawar. c. Teknologi Desalinasi dengan Adsorpsi Melibatkan penggunaan bahan adsorben untuk menyerap garam dan partikel lain dari air laut atau air asin. Beberapa jenis bahan adsorben yang digunakan dalam teknologi ini antara lain karbon aktif, zeolit, dan nanomaterial. Dalam proses ini, bahan adsorben memiliki sifat yang memungkinkannya untuk menarik dan menahan garam serta partikel lain dari air, sehingga air yang tersisa setelah proses adsorpsi menjadi lebih bersih dan bebas dari komponen yang tidak diinginkan. Selama proses desalinasi menggunakan adsorpsi, air laut atau air asin dialirkan melalui sebuah kolom atau sistem yang berisi adsorben. Garam dan zat terlarut dalam air akan terikat pada permukaan adsorben, sementara air yang telah bebas dari garam akan keluar sebagai produk desalinasi. Proses ini dapat diulang beberapa kali untuk mencapai tingkat desalinasi yang diinginkan (K. Park, et al., 2022). Pengembangan Sumber Daya Air | 67 Gambar 3.4. Proses Desalinasi dengan Adsorpsi Sumber: K. Park, et al., (2022) Proses desalinasi melalui adsorpsi memiliki kelebihan, antara lain kemampuan untuk menghilangkan berbagai jenis garam dan zat terlarut, serta mampu menghasilkan air bersih berkualitas tinggi. Selain itu, proses ini dapat diintegrasikan dengan teknologi lain seperti distilasi atau osmosis terbalik guna meningkatkan efisiensi dan hasil desalinasi. Namun, terdapat pula beberapa tantangan terkait dengan proses desalinasi menggunakan adsorpsi. Salah satunya adalah biaya yang diperlukan untuk memperoleh dan meregenerasi adsorben, serta risiko terjadinya pencemaran lingkungan akibat limbah adsorben yang terkontaminasi. d. Teknologi Desalinasi dengan Elektrodialisis Teknologi elektrodialisis dalam desalinasi menggunakan medan listrik untuk memisahkan ion-ion garam dari 68 | Teknik Sipil air laut atau air asin. Proses ini melibatkan penggunaan membran selektif ion yang memungkinkan ion-ion garam untuk melewati membran, sementara ion-ion lainnya dihalangi atau ditahan oleh membran tersebut. Dengan demikian, teknologi ini memungkinkan pemisahan selektif ion-ion garam dari air, sehingga menghasilkan air tawar yang lebih rendah kandungan garamnya. Gambar 3.5. Proses Desalinasi Menggunakan ED Sumber: Sri (2011) Dalam desalinasi air laut menggunakan metode Elektrodialisis (ED), energi yang diperlukan untuk memisahkan ion-ion cukup tinggi. Kebutuhan energi ini sebanding dengan jumlah garam yang akan dipisahkan. Oleh karena itu, untuk desalinasi air laut yang memiliki kandungan garam yang tinggi, penggunaan metode ED akan membutuhkan biaya yang cukup tinggi. Pengembangan Sumber Daya Air | 69 2. Perencanaan Embung Embung adalah salah satu infrastruktur yang digunakan dalam pengembangan sumber daya air. Embung merupakan suatu reservoir kecil yang didirikan dengan tujuan untuk menyimpan air hujan atau air sungai, dan digunakan untuk memenuhi kebutuhan air dalam sektor-sektor seperti pertanian, perikanan, dan kebutuhan domestik. Peran embung sangat penting dalam pengelolaan sumber daya air, terutama dalam mengatasi kekurangan air saat musim kemarau. Dengan membangun embung, air hujan dapat dikumpulkan dan disimpan untuk digunakan saat musim kemarau tiba. Selain itu, embung juga berfungsi untuk mengendalikan banjir dengan menampung air yang berlebihan saat musim hujan. Dalam perencanaan embung, beberapa faktor yang harus dipertimbangkan meliputi kapasitas penyimpanan air, kebutuhan air yang akan dipenuhi, lokasi yang strategis, serta aspek teknis dan keamanan konstruksi embung. Perencanaan embung juga harus memperhatikan dampak lingkungan dan sosial yang mungkin terjadi, serta ketersediaan sumber daya dan anggaran yang tersedia Menurut Muñoz-Cerón, et al., (2023), terdapat tujuh proses perancangan embung, yaitu a. Studi Kelayakan Tahap ini melibatkan analisis terhadap kondisi hidrologi dan topografi di lokasi embung yang diinginkan. Studi ini akan menentukan apakah lokasi tersebut memenuhi persyaratan untuk membangun embung. Studi kelayakan embung harus memperhatikan ketersediaan air, kondisi lingkungan, tujuan pembangunan, biaya pembangunan, dan manfaat. Ketersediaan air disebut juga dengan debit andalan, memerlukan perhitungan sistematis untuk menentukan ketersediaan air ini. Data perhitungan diambil secara berkala, data menerus diambil tiap hari dan data tidak menerus, per bulan atau per tahun. Oleh karena itu, prosedur untuk menghitung debit andalan juga berbeda, 70 | Teknik Sipil tetapi untuk rumus perhitungan menggunakan formula berikut. FN [xi] = (i-⍺) / (N+1-2⍺) Keterangan: xi = data terbesar N = jumlah data i = nomor urut dari 1 s.d N (diurut dari data terbesar ke terkecil) ⍺ = parameter (3/8 blom formula, distribusi normal; 0.44 gringorten formula, distribusi gumble; 0 weibull formula; 1/2 hazen formula; 2/5 cunnane formula) Setelah ditemukan probabilitas dari fungsi diatas maka selanjutnya diubah menjadi fungsi kala ulang menggunakan formula berikut. Keterangan: T = jumlah tahun yang menunjukkan probabilitas kegagalan (debit yang terjadi < x m3/det) rata-rata sekali dalam T tahun. P = hasil perhitungan probabilitas Contoh data debit andalan: Pengembangan Sumber Daya Air | 71 Gambar 3.6. Data Debit Andalan Menerus Sumber: SIMANTU Kementerian PUPR, n.d.) Setelah mengetahui ketersediaan air, perlu dilakukan analisis AMDAL (Analisis Mengenai Dampak Lingkungan) untuk mengetahui kondisi lingkungan sekitar dan dampak yang mungkin dapat muncul setelah embung selesai dibangun. Menurut Ujianto, et al., (2022) faktor yang perlu dipertimbangkan dalam AMDAL perencanaan embung adalah, 1) dampak lingkungan, dampak terhadap ekosistem, kualitas air, dan kesehatan masyarakat, 2) alternatif pembangunan yang paling ramah lingkungan, 3) partisipasi masyarakat, 4) kebijakan pemerintah, dan 5) rencana pemantauan. Selain itu, studi kelayakan juga harus mempertimbangkan biaya dan manfaat berkelanjutan terhadap pembangunan embung. 72 | Teknik Sipil b. Perencanaan Kapasitas Kapasitas embung dirancang dengan mengacu pada hasil perhitungan debit banjir dan curah hujan. Selain itu, perencanaan kapasitas juga memperhatikan analisis limpasan dan dampak lingkungan. Secara umum perencanaan kapasitas embung menurut Sururama, et al., (2021) harus memperhatikan 7 hal berikut 1) Luas wilayah tangkapan air harus dihitung untuk menentukan jumlah air yang akan dialirkan ke dalam embung dan dapat ditampung olehnya. 2) Curah hujan rata-rata di daerah tersebut perlu dipertimbangkan untuk memperkirakan jumlah air yang akan masuk ke embung selama periode tertentu. 3) Kebutuhan air di daerah tersebut harus diperhitungkan untuk menentukan kapasitas embung yang dapat memenuhi kebutuhan air selama periode tertentu. 4) Kapasitas embung harus cukup besar untuk menampung air yang mencukupi selama periode hujan dan memenuhi kebutuhan air selama periode kemarau. 5) Perhitungan hidrologi, termasuk analisis debit banjir, analisis curah hujan, dan analisis hidrologi lainnya, dapat digunakan untuk menentukan kapasitas embung yang sesuai. 6) Kondisi geologi dan topografi daerah tersebut perlu dipertimbangkan untuk menentukan ukuran dan kestabilan embung. 7) Tujuan penggunaan embung, seperti irigasi, pengendalian banjir, atau penyediaan air minum, juga harus dipertimbangkan dalam menentukan kapasitas embung. c. Desain Struktur Embung Desain struktur embung mencakup ukuran fisik embung, termasuk tinggi, lebar, dan panjang embung. Selain itu, melibatkan pemilihan bahan konstruksi yang tepat untuk embung, seperti beton atau tanah galian. Menurut Pengembangan Sumber Daya Air | 73 Perencanaan, et al., (2021), aspek yang perlu diperhatikan dalam desain struktur embung adalah: 1) Kapasitas tampungan embung harus memadai untuk dapat menampung volume air yang diinginkan. Ini melibatkan perhitungan berdasarkan luas daerah tangkapan air, curah hujan, dan kebutuhan air. 2) Kondisi geologi dan topografi daerah tersebut harus dipertimbangkan dalam menentukan dimensi dan stabilitas embung. Faktor-faktor seperti jenis tanah, kemiringan lereng, dan kestabilan lereng harus dievaluasi. 3) Desain struktur embung harus memperhitungkan kekuatan dan kestabilan struktur. Faktor-faktor seperti jenis material, dimensi elemen struktural, dan metode konstruksi harus dipertimbangkan. 4) Sistem pelimpah pada embung harus dirancang untuk mengendalikan aliran air yang berlebihan. Dimensi dan kapasitas pelimpah harus disesuaikan dengan debit aliran yang diharapkan. 5) Desain pondasi embung harus mempertimbangkan beban struktural dan kondisi tanah di lokasi embung. Jenis pondasi yang sesuai, seperti pondasi dangkal atau pondasi dalam, harus dipilih. 6) Desain embung harus mematuhi peraturan dan standar yang berlaku, seperti peraturan teknis terkait struktur bangunan, perencanaan gempa, dan perencanaan hidrologi. 7) Analisis hidrologi harus dilakukan untuk memahami pola aliran air dan memperkirakan debit banjir yang mungkin terjadi. Data curah hujan dan karakteristik hidrologi daerah harus diperhitungkan. 8) Desain embung juga harus mempertimbangkan aspek keberlanjutan, seperti efisiensi penggunaan air, pengelolaan sedimen, dan dampak lingkungan yang minimal. 74 | Teknik Sipil d. Sistem Pengelolaan Air Perencanaan embung juga melibatkan sistem manajemen air yang efisien, termasuk saluran inlet dan outlet air, gerbang air, dan sistem pengendalian banjir. Menurut (Z, 2020) beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam sistem pengelolaan air embung adalah: 1) Regulasi debit air: Pengaturan aliran air yang masuk dan keluar dari embung harus dilakukan untuk memastikan penggunaan yang optimal dari air yang disimpan di dalamnya. Ini melibatkan pengaturan pintu air, pengaturan pelimpah, dan pengaturan saluran pembuangan. 2) Pengukuran debit air: Debit air yang masuk dan keluar dari embung perlu diukur secara teratur untuk memantau ketersediaan air dan mengoptimalkan penggunaannya. 3) Kontrol kualitas air: Kualitas air yang disimpan di dalam embung perlu dijaga agar aman dan layak digunakan. Ini melibatkan pengendalian kualitas air, seperti pengendalian pencemaran dan pertumbuhan alga. 4) Perawatan dan pemeliharaan: Embung perlu dirawat dan dipelihara secara teratur untuk memastikan kondisi embung tetap baik dan dapat digunakan secara optimal. Ini melibatkan perawatan struktur bangunan, saluran pembuangan, dan peralatan pengukuran. 5) Manajemen sedimen: Sedimen yang terbawa oleh aliran air perlu diendapkan dan dibuang secara teratur agar tidak mengurangi kapasitas tampungan embung. 6) Manajemen vegetasi: Vegetasi di sekitar embung perlu dikelola dengan baik untuk mencegah erosi dan pencemaran air. 7) Keamanan pengelolaan: Keamanan embung perlu diperhatikan untuk mencegah kecelakaan atau kerusakan pada struktur bangunan. Ini melibatkan Pengembangan Sumber Daya Air | 75 pengelolaan akses ke embung, pengelolaan pintu air, dan pengelolaan sistem peringatan dini. e. Aspek Keamanan, Lingkungan, dan Perizinan Keamanan embung menjadi prioritas dalam perencanaan. Ini melibatkan perhitungan kekuatan struktur embung untuk menahan tekanan air dan beban lainnya. Juga melibatkan perencanaan sistem keamanan, seperti tanggul dan saluran pembuangan darurat. Dalam perancangan embung, harus dipertimbangkan dampak lingkungan yang mungkin timbul, seperti perubahan aliran sungai, perubahan habitat, dan pengaruh terhadap keanekaragaman hayati. Upaya mitigasi dan perlindungan lingkungan harus diperhatikan. Perencanaan embung harus mematuhi peraturan dan regulasi yang berlaku di wilayah tersebut. Ini melibatkan perolehan izin dan kepatuhan terhadap peraturan yang berlaku. 76 | Teknik Sipil Daftar Pustaka Acosta-Vega, R. K., Algaba, E., & Sánchez-Soriano, J. 2023. Design of water quality policies based on proportionality in multiissue problems with crossed claims. European Journal of Operational Research, 311(2), 777–788. https://doi.org/10.1016/J.EJOR.2023.05.029 Biswas, A. K. 2009. Integrated Water Resources Management: A Reassessment. Water International, 29(2), 248–256. https://doi.org/10.1080/02508060408691775 Dollar, E. S. J., Nicolson, C. R., Brown, C. A., Turpie, J. K., Joubert, A. R., Turton, A. R., Grobler, D. F., Pienaar, H. H., Ewart-Smith, J., & Manyaka, S. M. 2010. Development of the South African Water Resource Classification System (WRCS): a tool towards the sustainable, equitable and efficient use of water resources in a developing country. Water Policy, 12(4), 479– 499. https://doi.org/10.2166/WP.2009.213 Kriegel, I., & Scotognella, F. 2022. Photo-thermal effect with photonic crystals for photocatalysis and water desalination. Optical Materials: X, 16, 100215. https://doi.org/10.1016/J.OMX.2022.100215 Muñoz-Cerón, E., Osorio-Aravena, J. C., Rodríguez-Segura, F. J., Frolova, M., & Ruano-Quesada, A. 2023. Floating photovoltaics systems on water irrigation ponds: Technical potential and multi-benefits analysis. Energy, 271, 127039. https://doi.org/10.1016/J.ENERGY.2023.127039 Park, K., Albaik, I., Davies, P. A., Al-Dadah, R., Mahmoud, S., Ismail, M. A., & Almesfer, M. K. 2022. Batch reverse osmosis (BRO)adsorption desalination (AD) hybrid system for multipurpose desalination and minimal liquid discharge. Desalination, 539, 115945. https://doi.org/10.1016/ J.DESAL.2022.115945 Park, S. Y., Kim, J. S., Lee, S., & Lee, J. H. 2022. Appraisal of Water Security in Asia: The Pentagonal Framework for Efficient Water Resource Management. Applied Sciences 2022, Vol. 12, Page 8307, 12(16), 8307. https://doi.org/10.3390/ APP12168307 Pengembangan Sumber Daya Air | 77 Perencanaan, S., Lapangan, E., Kecamatan, J., Kabupaten, L., Provinsi, N., Timur, J., Palevi, R., Huda, A., Asmaranto, R., & Dermawan, V. 2021. Studi Perencanaan Embung Lapangan Jegreg Kecamatan Lengkong Kabupaten Nganjuk Provinsi Jawa Timur. Jurnal Teknologi Dan Rekayasa Sumber Daya Air, 1(1), 158–169. https://doi.org/10.21776/UB.J TRESDA.2021.001.01.14 PUB Desalinated Water. (n.d.). Retrieved July 10. 2023. from https://www.pub.gov.sg/watersupply/fournationaltaps/de salinatedwater Qi, Z., Xiao, C., Zhang, B., & Liang, X. 2020. Generalized Index of Regional Socio-economic Consumption Level of Water Resource. Journal of Water Supply: Research and Technology-Aqua, 69(2), 113–121. https://doi.org/ 10.2166/AQUA.2019.152 SIMANTU Kementerian PUPR. (n.d.). Retrieved July 12. 2023. from https://simantu.pu.go.id/ Sirohi, R., Kumar, Y., Madhavan, A., Sagar, N. A., Sindhu, R., Bharatiraja, B., Pandey, H. O., & Tarafdar, A. 2023. Engineered nanomaterials for water desalination: Trends and challenges. Environmental Technology & Innovation, 30, 103108. https://doi.org/10.1016/J.ETI.2023.103108 Smith, C. L., & Hogg, T. C. 1971. CULTURAL ASPECTS OF WATER RESOURCE DEVELOPMENT PAST, PRESENT, AND FUTURE1. JAWRA Journal of the American Water Resources Association, 7(4), 652–660. https://doi.org/10.1111/ J.1752-1688.1971.TB04975.X Sri, R. 2011. PROSES DESALINASI DENGAN MEMBRAN. Core. https://core.ac.uk/display/19892258?utm_source=pdf&ut m_medium=banner&utm_campaign=pdf-decoration-v1 Sururama, R., Winowoda, O. R., & Eka, A. 2021. PENGEMBANGAN SUMBER DAYA APARATUR MELALUI DIKLAT TEKNIS DI DINAS KEPENDUDUKAN DAN PENCATATAN SIPIL KABUPATEN MUSI BANYUASIN PROVINSI SUMATERA SELATAN. Jurnal MSDA (Manajemen Sumber Daya Aparatur), 9(2), 142–156. https://doi.org/10.33701/ JMSDA.V9I2.2078 78 | Teknik Sipil Talat, N. 2020. Recent trends and research strategies for treatment of water and wastewater in India. In Water Conservation and Wastewater Treatment in BRICS Nations: Technologies, Challenges, Strategies and Policies (pp. 139– 168). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12818339-7.00007-2 Torabi Haghighi, A., Akbari, M., Noori, R., Danandeh Mehr, A., Gohari, A., Sönmez, M. E., Abou Zaki, N., Yilmaz, N., & Kløve, B. 2023. The impact of Turkey’s water resources development on the flow regime of the Tigris River in Iraq. Journal of Hydrology: Regional Studies, 48, 101454. https://doi.org/10.1016/J.EJRH.2023.101454 Ujianto, R., Wigati, R., Ardiansyah, I. R., & Kulsum. 2022. Perencanaan Desain Embung Untuk Kebutuhan Air Baku dan Pengendalian Banjir (Studi Kasus: Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, Kampus Sindangsari). Fondasi : Jurnal Teknik Sipil, 11(1), 66–77. https://doi.org/10.36055/FONDASI.V0I0.13095 Wijewardane, S., & Ghaffour, N. 2023. Inventions, innovations, and new technologies: Solar Desalination. Solar Compass, 5, 100037. https://doi.org/10.1016/J.SOLCOM.2023.100037 Z, S. 2020. DETAIL DESAIN EMBUNG DANAU KERING KOTA PADANG. Rang Teknik Journal, 3(2), 347–361. https://doi.org/10.31869/RTJ.V3I2.1933 Pengembangan Sumber Daya Air | 79 80 | Teknik Sipil BAB IV Mekanika Tanah Marelianda Al Dianty A. Sejarah Mekanika Tanah Di bidang ilmu teknik sipil, mekanika tanah mempelajari bagaimana material tanah bertindak terhadap gaya atau beban dari luar. Sejarah mekanika tanah dimulai pada abad ke-18, ketika para insinyur menyadari betapa pentingnya memahami perilaku tanah untuk membuat bangunan yang kokoh dan aman. Sedangkan di abad ke-19 seorang insinyur Prancis bernama Henri Darcy mempelajari aliran air dalam tanah. Dia mengembangkan hukum aliran Darcy, yang menjelaskan pergerakan air dalam tanah berdasarkan gradien hidrolik dan permeabilitas tanah. Karya Darcy sangat membantu pemahaman kita tentang pergerakan air dalam tanah, yang merupakan dasar penting untuk perancangan fondasi dan perencanaan drainase. B. Sifat Fisis Tanah Sifat fisis merujuk pada karakteristik fisik yang mempengaruhi kemampuan tanah meliputi gradasi butiran tekstur tanah, konsistensi serta plastisitasnya, berat, volume komposisi tanah 81 Gambar 4.1. Al Dianty., 2016 1. Gradasi Tanah Tekstur tanah mengacu pada proporsi partikel atau butiran pasir, debu, dan lempung dalam tanah. Partikel kerikel (gravel) memiliki ukuran besar tidak beraturan Partikel pasir (sand) memiliki ukuran besar beraturan, partikel debu (silt) memiliki ukuran sedang, sementara partikel lempung (clay) memiliki ukuran sangat halus. Dalam proses nya di kelompokkan dalam klasifikasi tanah yang bisa di bagi dalam beberapa sistem. a. Kasifikasi Tanah Sistem Departemen Pertanian Amerika Serikat Sistem USDA (United States Department of Agriculture) adalah sistem klasifikasi tanah yang paling luas digunakan di dunia. USDA membagi tanah menjadi ordo, subordo, kelompok, subkelompok, famili, dan seri berdasarkan faktor-faktor seperti kualitas dan komposisi tanah, proses pembentukannya, serta lingkungan tempat tanah tersebut terbentuk. b. Klasifikasi Tanah Sistem Klasifikasi Tanah Terpadu Sistem USCS (Unified Soil Classification System) adalah klasifikasi tanah yang digunakan secara luas di Amerika Serikat untuk mengelompokkan tanah berdasarkan sifatsifat fisik dan perilaku mekaniknya. USCS dikembangkan oleh Casagrande pada tahun 1948 dan diterbitkan oleh US Bureau of Reclamation pada tahun 1951. Sistem USCS memiliki simbol dan klasifikasi antara lain: 82 | Teknik Sipil 1) Pasir (S), ukuran butir: 0,075 mm hingga 4,75 mm Klasifikasi: Pasir, Pasir Lempung, Pasir Berlempung, Pasir Lanau. 2) Lempung (M), ukuran butir, klasifikasi 0,002 mm hingga 0,075 mm Klasifikasi: Lempung, Lempung Pasir, Lempung Berpasir. 3) Debu (C), ukuran butir: Klasifikasi kurang dari 0,002 mm. 4) USCS juga menggunakan simbol tambahan untuk menggambarkan sifat dan karakteristik tambahan dari tanah antara lain Organik (O), Granuler (G), Kuarsa (Q), Kies (Gr), Tepung (Pt), Cepat (F). 5) Kombinasi dengan proporsi yang signifikan dapat diklasifikasikan sebagai "SP" (Pasir Berlempung), sementara tanah dengan proporsi yang signifikan dari fraksi lempung dapat diklasifikasikan sebagai "CL" (Lempung). c. Sistem Klasifikasi Tanah Masyarakat Amerika untuk Pengujian dan Material Sistem ASTM (American Society for Testing and Materials) tidak memiliki sistem klasifikasi tanah sendiri seperti USCS (Unified Soil Classification System) atau WRB (World Reference Base for Soil Resources). Namun, ASTM menerbitkan standar pengujian material dan metode analisis yang dapat digunakan dalam karakterisasi tanah antara lain: 1) ASTM D2487: Standar Praktek untuk Klasifikasi Tanah untuk Desain Rekayasa Geoteknik. Standar ini memberikan pedoman untuk mengklasifikasikan tanah berdasarkan sifat fisiknya seperti ukuran butir, indeks plastisitas, batas cair, dan konsistensi. 2) ASTM D4318: Standar metode pengujian untuk penentuan kadar air, batas plastis, dan batas cair tanah. Standar ini menyediakan prosedur untuk menguji batas Mekanika Tanah | 83 Atterberg tanah, yaitu batas plastis, batas cair, dan batas kritis. 3) ASTM D422: Standar metode pengujian untuk analisis butiran tanah dengan menggunakan analisis ayakan. Standar ini digunakan untuk mengukur distribusi ukuran butir tanah dengan melakukan analisis ayakan. 4) ASTM D854: Standar metode pengujian untuk penentuan berat jenis dan kadar air tanah dengan menggunakan pipet hidrometer. Standar ini menyediakan metode pengujian untuk menentukan berat jenis dan kadar air tanah menggunakan pipet hidrometer. 5) ASTM D2488: Standar praktek untuk deskripsi visual tanah dan batuan dasar. Standar ini memberikan pedoman untuk menggambarkan dan mendokumentasikan secara visual sifat-sifat tanah dan batuan dasar dalam pengujian lapangan. 2. Konsistensi Tanah Mengacu pada sifat fisik yang menggambarkan keadaan tanah dalam bentuk padat. Sifat konsistensi tanah dapat berubah tergantung pada kadar air tanah dan tekanan yang diterapkan. Sifat ini sangat penting karena dapat mempengaruhi stabilitas dan daya dukung tanah, serta kemudahan dalam penggalian, konstruksi, dan pekerjaan pertanian. Beberapa parameter untuk menggambarkan konsistensi tanah meliputi: a. Konsistensi Plastis Mengacu pada kemampuan tanah untuk mengalir atau membentuk plastisitas ketika diberikan tekanan. Tanah dengan konsistensi plastis biasanya berhubungan dengan lempung. Tanah lempung yang lembab dapat dibentuk menjadi bentuk yang dapat dipulai dan membentuk balok atau bola. 84 | Teknik Sipil b. Konsistensi Cair Tingkat fluiditas tanah ketika dalam kondisi jenuh air. Tanah dengan konsistensi cair cenderung memiliki kandungan air yang sangat tinggi dan kurang atau tidak memiliki kekuatan struktural. c. Konsistensi Padat Mengacu pada keadaan tanah kaku, keras, atau padat. Tanah dengan konsistensi padat memiliki kecenderung kadar air yang rendah dan memiliki kekuatan yang relatif tinggi. d. Uji Batas Atterberg Serangkaian uji laboratorium yang digunakan untuk menentukan batas batas plastisitas yaitu batas air plastis (Plastic Limit/PL), batas air cair (Liquid Limit/LL), dan batas air plastis (Shrinkage Limit/SL). Uji ini dinamai berdasarkan nama ilmuwan Swedia, Albert Atterberg, yang mengembangkan metode ini pada awal abad ke-20. Rumus yang umum digunakan dalam uji Atterberg: 1) Batas Cair, di mana W= Kadar air tanah pada saat lempeng tanah terputus (dalam persen) Rumus Casagrande: LL = W – 20 Rumus ASTM: LL = 0,73(W - 20) 2) Batas Plastis, di mana Wp = Kadar air tanah pada saat tanah menjadi tidak dapat dibentuk lagi (dalam persen) Rumus Casagrande: PL = Wp - 20 Rumus ASTM: PL = 0,86(Wp - 20) 3) Batas Kritis: Rumus ASTM: SL = 0,95(Ws - 20), di mana Ws= Kadar air tanah pada saat tanah mengalami penyusutan minimum (dalam persen) Mekanika Tanah | 85 3. Volume dan Berat Tanah Volume dan berat tanah saling terkait dalam komposisi tanah melalui beberapa parameter yang penting dalam karakterisasi tanah. Beberapa hubungan antara volume dan berat dalam konteks komposisi tanah adalah sebagai berikut: a. Berat Volume Tanah Berat volume tanah (unit weight of soil) adalah berat dari suatu volume tanah tertentu per satuan volume. Unit weight tanah dinyatakan dalam satuan gaya per satuan volume, seperti Newton per meter kubik (N/m³) atau kilogram per meter kubik (kg/m³). Unit weight tanah mencakup berat seluruh volume tanah, termasuk berat partikel padatan tanah dan berat air yang mengisi pori-pori tanah. Unit weight tanah bergantung pada kadar air dalam tanah, karena berat air juga ikut dihitung dalam perhitungan. b. Berat Jenis Tanah (Bulk Density of Soil) Parameter yang mengukur berat dari suatu volume tanah tertentu. Berat jenis tanah dinyatakan dalam satuan massa per satuan volume, seperti gram per sentimeter kubik (g/cm³) atau kilogram per meter kubik (kg/m³). Berat jenis tanah dapat memberikan informasi tentang kerapatan dan kepadatan tanah, yang berkaitan dengan sifat fisik dan geoteknik tanah. Berat jenis tanah dapat dihitung dengan rumus: Berat Jenis Tanah= (Massa Tanah)/(Volume Tanah). Ada dua jenis berat jenis tanah yang umum diukur: 1) Berat Jenis Tanah Kering (Dry Bulk Density): Berat jenis tanah kering adalah berat dari volume tanah saat tanah tersebut telah dikeringkan sepenuhnya. Air di dalam pori-pori tanah telah dikeluarkan sehingga beratnya hanya terdiri dari padatan tanah. 2) Berat Jenis Tanah Jenuh Air (Saturated Bulk Density): Berat jenis tanah jenuh air adalah berat dari volume tanah saat semua pori-pori tanah terisi sepenuhnya oleh 86 | Teknik Sipil air. Berat jenis tanah jenuh air lebih tinggi daripada berat jenis tanah kering karena kandungan air yang menyebabkan peningkatan berat. c. Berat Volume (Specific Weight) Spesifik gravitasi pada tanah (specific gravity of soil) adalah rasio berat jenis massa dari suatu tanah terhadap berat jenis massa air murni pada kondisi tertentu. Spesifik gravitasi tanah memberikan informasi tentang berat jenis tanah relatif terhadap berat jenis air, dinyatakan sebagai: Massa jenis tanah adalah berat dari suatu volume tanah tertentu per satuan volume tanah, biasanya dinyatakan dalam kg/m³ atau g/cm³. Massa jenis air adalah berat dari suatu volume air tertentu per satuan volume air, yang pada kondisi standar memiliki nilai sekitar 1000 kg/m³ atau 1 g/cm³. Spesifik gravitasi tanah bergantung pada komposisi mineral dari tanah dan kadar airnya. Spesifik gravitasi tanah sering digunakan untuk menghitung volume ruang pori (void ratio) dan indeks berat kering dari tanah. d. Volume Pori Volume pori (void ratio) mengacu pada volume ruang pori yang ada di antara partikel tanah. Volume pori dapat dihitung menggunakan rumus : Volume Pori= (Volume Total-Volume Padat)/Volume Padat Proporsi volume pori dalam tanah akan mempengaruhi sifat-sifat seperti drainase, kapasitas penampungan air, dan kompresibilitas. Mekanika Tanah | 87 e. Porositas Porositas mengacu pada ukuran persentase volume pori terhadap volume total material. Ini adalah ukuran sejauh mana material padat memiliki ruang pori yang dapat diisi dengan cairan (seperti air atau minyak) atau gas (seperti udara). Porositas adalah sifat penting dalam karakterisasi berbagai jenis bahan, termasuk tanah, batuan, dan material porous lainnya. Porositas dapat dihitung dengan rumus: Porositas (%) = (Volume Pori/Volume Total) x 100 f. Derajat Kejenuhan Derajat kejenuhan (degree of saturation) adalah persentase volume air dalam tanah terhadap volume total pori yang tersedia dalam tanah pada kondisi tertentu. Derajat kejenuhan dapat dihitung menggunakan rumus : Derajat Kejenuhan = (Volume Air/Volume Pori) x 100 Perubahan dalam komposisi tanah akan mempengaruhi derajat kejenuhan dan kemampuan tanah untuk menahan atau mengalirkan air. g. Kepadatan Relatif Kepadatan relatif (relative density) adalah ukuran perbandingan antara berat jenis (densitas) dari suatu bahan terhadap berat jenis (densitas) dari suatu bahan referensi atau standar. Kepadatan relatif umumnya dinyatakan dalam bentuk persentase atau desimal. Dr = 𝐷𝑟𝑦 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑦 𝑜𝑓 𝑠𝑜𝑖𝑙 𝑀𝑎𝑥𝑖𝑚𝑢𝑚 𝐷𝑟𝑦 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑦 𝑜𝑓 𝑆𝑜𝑖𝑙 x 100% Nilai kepadatan relatif berkisar antara 0 hingga 100% atau antara 0 hingga 1 (dalam bentuk desimal). Kepadatan relatif 100% menunjukkan bahwa tanah atau bahan granular tersebut mencapai kepadatan maksimumnya, sedangkan kepadatan relatif kurang dari 100% 88 | Teknik Sipil menunjukkan bahwa tanah tersebut kurang dibandingkan dengan kepadatan maksimumnya. rapat C. Sifat Keairan Tanah Hidrologi tanah adalah air yang terdapat di dalam pori-pori tanah atau di bawah permukaan tanah dalam zona jenuh. Proses pembentukan air tanah dimulai dengan presipitasi (hujan atau salju) yang jatuh ke permukaan tanah. Sebagian air akan meresap ke dalam tanah melalui proses infiltrasi, dan akhirnya mencapai zona jenuh, di mana pori-pori tanah sepenuhnya terisi air. Air tanah yang terperangkap dalam pori-pori ini membentuk "mata air" jika permukaan air tanah menyentuh permukaan tanah. Ketersediaan air tanah tergantung pada beberapa faktor, termasuk jumlah presipitasi, tipe dan tekstur tanah, topografi, vegetasi, dan tingkat pengambilan air oleh manusia dan aktivitas manusia lainnya. 1. Aliran Tanah Aliran tanah mengacu pada pergerakan air di dalam lapisan tanah yang terjadi sebagai akibat dari perbedaan tekanan hidrolik antara daerah yang berbeda dalam tanah. Dua jenis aliran tanah, yaitu Mekanika Tanah | 89 a. Aliran Jenuh (Saturation Flow): Aliran jenuh terjadi ketika semua pori tanah di dalam zona jenuh terisi penuh dengan air. Ini terjadi di daerah di mana tekanan hidrolik yang dominan adalah tekanan hidrostatik. Aliran jenuh dapat terjadi secara lateral di dalam lapisan tanah atau secara vertikal melalui zon-zon permeabel di dalam formasi geologi. Aliran jenuh penting dalam pembentukan mata air dan menjaga ketersediaan air bagi tanaman dan kehidupan di daerah yang tergantung pada air tanah. b. Aliran Tak Jenuh (Unsaturated Flow): Aliran tak jenuh terjadi ketika pori-pori tanah tidak sepenuhnya terisi dengan air dan terdapat campuran air dan udara di dalamnya. Ini terjadi di daerah zona tak jenuh, yang merupakan zona di atas zona jenuh di mana tekanan hidrolik yang dominan adalah tekanan air kapiler dan atmosfer. Aliran tak jenuh terutama dipengaruhi oleh perbedaan potensial air, tekanan kapiler, dan konduktivitas hidraulik tanah. Aliran tak jenuh penting dalam penyerapan air oleh akar tanaman, pergerakan air ke dalam dan melalui lapisan tanah, serta dalam proses evaporasi dan transpirasi. 2. Hukum Darcy Hukum ini ditemukan oleh seorang insinyur Prancis bernama Henry Darcy pada tahun 1856 sebagai dasar dalam memahami pergerakan air dalam akuifer dan sistem pori-pori tanah. Hukum Darcy menyatakan bahwa laju aliran fluida (Q) melalui suatu medium porus berbanding lurus dengan perbedaan tekanan (h) dalam medium dan berbanding terbalik dengan perlawanan aliran (k) medium tersebut. Persamaan matematis dari hukum Darcy adalah: Q = -kA(dh/dl) atau 𝛥ℎ q = vA = k. i. A = k 𝐿 A 90 | Teknik Sipil Di mana: Q adalah laju aliran fluida (volume per satuan waktu). k adalah koefisien permeabilitas medium (sifat intrinsik medium dalam memperbolehkan aliran fluida). A adalah luas penampang aliran yang tegak lurus dengan arah aliran fluida. dh/dl adalah gradien hidrolik, yaitu perubahan tekanan terhadap jarak (elevasi) dalam arah aliran. Bila ada tanda negatif (-) pada persamaan menunjukkan bahwa aliran fluida akan mengalir dari tekanan yang lebih tinggi ke tekanan yang lebih rendah. Hukum Darcy berlaku untuk aliran fluida dalam kondisi yang stabil, laminar, dan tidak kompresibel. Selain itu, hukum ini didasarkan pada asumsi-asumsi sebagai berikut: a. Aliran fluida homogen dan isotropik (sifat poros medium tidak berubah dalam skala yang signifikan). b. Fluida dalam keadaan jenuh air. c. Fluida mengalir dalam jarak yang cukup jauh sehingga gradien hidrolik konstan dalam rentang jarak tersebut. 3. Permeabilitas Permeabilitas mengacu pada kemampuan suatu material, seperti tanah, batuan, atau porus lainnya dalam mengalirkan fluida. Permeabilitas sangat penting karena mempengaruhi laju aliran air dalam akuifer dan media porus lainnya dan dinyatakan dalam satuan panjang per waktu, misalnya meter per detik (m/s) atau sentimeter per detik Mekanika Tanah | 91 (cm/s). Permeabilitas dipengaruhi oleh beberapa faktor, di antaranya: a. Ukuran dan Bentuk Pori: Semakin besar dan terhubung pori-pori dalam material, semakin tinggi nilai permeabilitasnya. Bentuk dan distribusi pori juga dapat mempengaruhi kemampuan aliran fluida. b. Distribusi Butiran: Material dengan distribusi ukuran butir yang lebih seragam cenderung memiliki permeabilitas yang lebih tinggi daripada material dengan distribusi ukuran butir yang beragam. c. Karakteristik Mineral: Sifat-sifat mineral dalam material, seperti kerapatan butir dan tekstur, juga mempengaruhi permeabilitas. d. Kepadatan Material: Material dengan kepadatan rendah cenderung memiliki permeabilitas yang lebih tinggi karena memungkinkan adanya ruang pori yang lebih besar untuk aliran fluida. e. Kondisi Jenuh atau Tak Jenuh: Permeabilitas pada kondisi jenuh (saturated) dan tak jenuh (unsaturated) dapat berbeda karena perbedaan tingkat kejenuhan ruang pori dalam material. 4. Koefisien Rembesan Koefisien rembesan (seepage coefficient) adalah parameter yang mengukur laju aliran air melalui suatu medium porus, seperti tanah atau batuan yang dipengaruhi oleh kekentalan cairan, ukuran pori dan butiran, kekasaran permukaan dan derajat kejenuhan tanah. Pengukuran di laboratorium, menggunakan metode berikut: a. Metode Uji Permeabilitas Constant Head (Konstanta Tinggi): 1) Persiapan Sampel: Ambil sampel tanah dengan diameter dan tinggi yang sesuai. Pastikan sampel dalam keadaan jenuh air. 2) Persiapan Alat: Pasang sampel di dalam alat uji permeabilitas, seperti alat permeabilitas konstan tinggi. 92 | Teknik Sipil 3) Konfigurasi Aliran: Air dialirkan secara konstan pada satu sisi sampel dengan tinggi air yang dijaga konstan. 4) Pengukuran Aliran: Ukur laju aliran air yang melewati sampel pada interval waktu tertentu. Koefisien Rembesan dihitung menggunakan: persamaan Darcy (Q = -kA(dh/dl)) dengan memasukkan data laju aliran, luas penampang aliran, dan gradien hidrolik untuk menghitung koefisien rembesan. b. Metode Uji Permeabilitas Falling Head (Jatuhnya Tinggi): 1) Persiapan Sampel: Ambil sampel tanah dengan diameter dan tinggi yang sesuai. Pastikan sampel dalam keadaan jenuh air. 2) Persiapan Alat: Pasang sampel di dalam alat uji permeabilitas, seperti alat permeabilitas jatuhnya tinggi. 3) Konfigurasi Aliran: Isi alat dengan air dan biarkan air meresap melalui sampel. Rekam waktu jatuhnya tinggi air dalam alat. 4) Pengukuran Tinggi Air: Ukur tinggi air dalam alat pada interval waktu tertentu. 5) Hitung Koefisien Rembesan: Gunakan persamaan permeabilitas jatuhnya tinggi (k= (2,3L)/(A*t)* log(h1/h2)) dengan memasukkan data tinggi air, luas Mekanika Tanah | 93 penampang aliran, waktu, dan panjang sampel untuk menghitung koefisien rembesan. 5. Rembesan Ekivalen Rembesan ekivalen (equivalent seepage) pada tanah berlapis-lapis mengacu pada kondisi aliran air melalui lapisanlapisan tanah yang berbeda dengan memperlakukan lapisanlapisan tersebut sebagai lapisan yang setara secara hidrolik. Konsep ini digunakan dalam analisis dan perhitungan pergerakan air melintasi tanah dengan struktur berlapis. Dalam tanah berlapis-lapis, setiap lapisan tanah memiliki karakteristik hidroliknya sendiri, termasuk koefisien permeabilitas dan tebal lapisan. Rembesan ekivalen diperoleh dengan menggantikan lapisan-lapisan tersebut dengan satu lapisan setara yang memiliki karakteristik hidrolik yang menggambarkan aliran air keseluruhan melalui lapisan-lapisan tersebut. Untuk menentukan rembesan ekivalen pada tanah berlapis-lapis yang digunakan adalah: a. Metode Rembesan Ekivalen Kotter Metode ini mengasumsikan bahwa semua lapisan berlapis-lapis memiliki tinggi air yang sama (aliran horizontal) dan memiliki kerapatan aliran yang setara. Rembesan ekivalen dihitung dengan mempertimbangkan luas penampang efektif lapisan-lapisan tersebut dan membaginya dengan total panjang lintasan aliran horizontal. b. Metode Rembesan Ekivalen Peralihan Metode ini mengasumsikan bahwa air berpindah antara lapisan tanah dengan perpindahan vertikal. Rembesan ekivalen dihitung dengan menggunakan persamaan keseimbangan aliran untuk setiap lapisan dan mempertimbangkan kontribusi aliran dari setiap lapisan terhadap aliran total. c. Model Analitis atau Numerik Metode ini melibatkan penggunaan perangkat lunak atau pemodelan matematika untuk menggambarkan aliran 94 | Teknik Sipil air melalui lapisan-lapisan tanah secara detail. Karakteristik hidrolik masing-masing lapisan diperhitungkan dan rembesan ekivalen diperoleh dari hasil simulasi atau solusi persamaan aliran yang terintegrasi dengan representasi berlapis-lapis. Perhitungan rembesan ekivalen yang memiliki n lapisan dan aliran horisontal yang memiliki lebar satu satuan. 𝑞 = 𝑣. 𝑖. 𝐻 = 𝑣1. 1. 𝐻1 + 𝑣2. 1. 𝐻2 + 𝑣3. 1. 𝐻3 + … +𝑣 𝑛. 1. 𝐻𝑛 D. Sifat Mekanis Tanah Sifat mekanis tanah merujuk pada perilaku tanah terhadap gaya, tekanan, dan deformasi. Sifat-sifat mekanis tanah penting untuk memahami perilaku tanah dalam rekayasa geoteknik dan perancangan struktur. Melalui pengukuran dan analisis yang tepat, sifat mekanis tanah dapat digunakan untuk memastikan keamanan dan keberlanjutan proyek rekayasa sipil. Sifat sifat yang penting antara lain: Mekanika Tanah | 95 1. Kekuatan Tanah Kekuatan tanah adalah kemampuan tanah untuk menahan beban atau gaya tanpa mengalami kegagalan. Sifat kekuatan tanah meliputi kekuatan geser tanah, kekuatan tekan tanah, dan kekuatan tarik tanah. Sifat ini penting dalam perencanaan fondasi, stabilitas lereng, dan perancangan struktur di atas atau di dalam tanah. 2. Deformasi Tanah Deformasi tanah mengacu pada perubahan bentuk dan volume tanah akibat beban atau gaya yang diberikan. Sifat deformasi tanah meliputi elastisitas, plastisitas, dan kekakuan tanah. Pemahaman sifat deformasi tanah penting dalam perencanaan dan analisis struktur, perencanaan pekerjaan perataan tanah, dan evaluasi perubahan volume tanah. 3. Konsolidasi Tanah Konsolidasi tanah adalah proses di mana tanah mengalami penurunan volume secara bertahap akibat pembebanan. Sifat konsolidasi tanah melibatkan perubahan volume, penurunan tanah, dan laju konsolidasi. Pemahaman sifat konsolidasi tanah penting dalam perencanaan dan analisis penurunan tanah yang mungkin terjadi pada struktur bangunan. 4. Pemampatan Tanah Pemampatan tanah adalah proses di mana tanah mengalami penurunan volume secara cepat akibat pembebanan. Sifat pemampatan tanah meliputi kompresibilitas, indeks pemampatan, dan kecepatan pemampatan. Pemahaman sifat pemampatan tanah penting dalam perencanaan konstruksi dan analisis struktur untuk menghindari kerusakan akibat pemampatan tanah yang berlebihan. 96 | Teknik Sipil 5. Stabilitas Lereng Stabilitas lereng melibatkan kemampuan tanah untuk menahan gaya gravitasi dan mempertahankan kestabilan. Sifat stabilitas lereng tanah meliputi sudut geser dalam, kekuatan geser, dan faktor keamanan lereng. Pemahaman sifat stabilitas lereng tanah penting dalam perencanaan dan analisis stabilitas lereng untuk mencegah kegagalan dan longsor tanah. 6. Daya Dukung Tanah Daya dukung tanah mengacu pada kemampuan tanah untuk menahan beban struktural tanpa mengalami penurunan atau deformasi yang berlebihan. Sifat daya dukung tanah meliputi kapasitas beban, modulus geser, dan indeks daya dukung. Pemahaman sifat daya dukung tanah penting dalam perencanaan dan perancangan fondasi untuk memastikan fondasi yang stabil dan aman. E. Tegangan Tanah Tegangan tanah (soil stress) mengacu pada gaya atau beban yang bekerja pada suatu massa tanah. Tegangan tanah timbul karena berbagai faktor, seperti beban struktur di atasnya, beban permukaan, tekanan air tanah, atau berat sendiri dari lapisanlapisan tanah di atasnya. Ada tiga komponen tegangan tanah yang perlu dipahami: 1. Tegangan Vertikal (σv): Tegangan vertikal adalah tegangan yang bekerja tegak lurus terhadap bidang horizontal di dalam tanah. Tegangan vertikal berasal dari berat sendiri tanah di atasnya, beban struktur, atau beban permukaan seperti lalu lintas kendaraan. 2. Tegangan Horisontal (σh): Tegangan horizontal adalah tegangan yang bekerja sejajar dengan bidang horizontal di dalam tanah. Tegangan horizontal dapat disebabkan oleh tekanan samping dari dinding struktur atau gaya lateral yang bekerja pada suatu lapisan tanah. 3. Tegangan Lateral (σl): Tegangan lateral adalah tegangan yang bekerja tegak lurus terhadap bidang vertikal di dalam tanah. Mekanika Tanah | 97 Tegangan lateral biasanya terjadi pada dinding penahan tanah atau pada material tanah di bawah beban lateral. 1. Tegangan Akibat Pembebanan Karena beban di atas tanah, tanah sudah mengalami tekanan karena beratnya sendiri sebelum dibebani; ini disebut tekanan overburden. Sedangkan tegangan (stress) adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu bidang dengan luas tertentu, seperti gaya per satuan luas (misalnya, cm2, m2). a. Tegangan tanah akibat berat di atasnya b. Tegangan atas beban permukaan Analisa ini di titik beratkan arah vertikal (tegangan vertikal), ada beberapa analisa penyebaran tegangan antara lain Boussinesq, Wastergaard Newmark serta finite element method). 2. Tegangan Efektif Tegangan efektif (effective stress) adalah konsep penting dalam geoteknik yang mengacu pada bagian dari tegangan total pada tanah yang berkontribusi pada deformasi dan 98 | Teknik Sipil perubahan volume tanah. Tegangan efektif merupakan komponen tegangan yang bertanggung jawab atas banyak fenomena geoteknik, seperti stabilitas lereng, konsolidasi tanah, dan kapasitas dukung pondasi. Tegangan efektif didefinisikan sebagai selisih antara tegangan total (σ) dan tegangan pori (u) pada tanah, dan dinyatakan sebagai: σ' = σ - u Di mana: σ' adalah tegangan efektif. σ adalah tegangan total pada tanah (termasuk tegangan hidrostatik dan tegangan dari beban lainnya). u adalah tegangan pori, yaitu tekanan air yang ada di dalam pori-pori tanah. Tegangan efektif bertanggung jawab atas deformasi tanah dan mempengaruhi kapasitas dukung tanah. Tegangan pori mempengaruhi konsolidasi dan daya dukung tanah. Selain itu, tegangan efektif penting dalam analisis stabilitas lereng, di mana tegangan efektif yang berkurang akibat tekanan air dapat menyebabkan penurunan kekuatan lereng dan potensi kegagalan. 3. Tegangan Tekan Tegangan tekan tanah, atau σ, juga dikenal sebagai tegangan lateral tanah, adalah gaya per satuan luas yang dihasilkan oleh tanah terhadap suatu struktur atau dinding penahan. Ketika suatu struktur berada di dekat atau di dalam tanah, tanah akan memberikan tegangan lateral pada struktur tersebut karena beratnya dan interaksi dengan struktur. Tegangan tekan tanah merupakan salah satu komponen dari tegangan total yang bekerja pada suatu titik dalam tanah. Tegangan total pada suatu titik dapat terdiri dari beberapa komponen, termasuk: Mekanika Tanah | 99 a. Tegangan vertikal (σv): Tegangan yang dihasilkan oleh berat tanah di atas titik tersebut. b. Tegangan tekan tanah lateral (σh): Tegangan yang dihasilkan oleh tanah di sekitar titik tersebut yang bertindak secara horizontal atau lateral. c. Tegangan horizontal lainnya (σx, σy, atau σz): Tegangan yang mungkin dihasilkan oleh beban lateral lainnya atau beban struktur. Tegangan tekan tanah lateral (σh) dapat menyebabkan gaya dorong pada struktur, dan jika tidak diantisipasi dengan baik, dapat menyebabkan kegagalan atau pergeseran tanah yang tidak diinginkan. Perhitungan tegangan tekan tanah biasanya melibatkan karakteristik tanah seperti kepadatan, sudut geser dalam keadaan tanah diam (ϕ), dan kekuatan tanah. Sehingga tekanan efektif yang terjadi, o' = σ – u = (γsat x z) – (γwz) = (γsat – γw) z = γ' x z] 4. Tegangan Normal dan Tegangan Geser Tegangan normal dan tegangan geser adalah dua komponen utama tegangan yang bekerja pada suatu bidang atau lapisan termasuk tanah atau batuan. Kedua tegangan ini berperan penting dalam menganalisis perilaku material terhadap beban eksternal dan dalam rekayasa geoteknik. a. Tegangan Normal Tegangan normal (normal stress) adalah tegangan yang bekerja tegak lurus terhadap suatu bidang dalam material. Tegangan normal diukur dengan satuan gaya per satuan luas, misalnya pascal (Pa) atau psi (pound per square inch). Tegangan normal biasanya digunakan untuk menggambarkan beban tekan (compressive load) atau beban tarik (tensile load) yang bekerja tegak lurus terhadap bidang atau permukaan material. Pada material tanah atau 100 | Teknik Sipil batuan, tegangan normal berhubungan dengan beban struktur di atasnya, beban tanah di atasnya, atau beban permukaan lainnya yang diterapkan tegak lurus terhadap bidang atau lapisan material. b. Tegangan Geser Tegangan geser (shear stress) adalah tegangan yang bekerja sejajar dengan suatu bidang dalam material. Tegangan geser juga diukur dengan satuan gaya per satuan luas, seperti pascal (Pa) atau psi (pound per square inch). Tegangan geser timbul karena gaya lateral atau pergeseran pada suatu bidang atau permukaan material. Pada material tanah atau batuan, tegangan geser berperan penting dalam menganalisis stabilitas lereng, desain dinding penahan tanah, analisis pergeseran tanah, dan interaksi antara dua lapisan material yang saling bergeser. Jumlahkan komponen gaya yang ada pada elemen tanah untuk arah N dan T dapat dinyatakan: σn (EE) = σx (EE) sin2θ + σy (EE) cos2θ + 2ꞇxy (EE) sinθ cosθ atau σn = σx sin2θ + σy cos2θ + 2ꞇxy sinθ cosθ Mekanika Tanah | 101 dapat ditentukan nilai θ yang mana ꞇn bernilai nol. 𝜎𝑦 tan 2θ = 𝜎 2ꞇ𝑥𝑦 𝑦 − 𝜎𝑥 Terdapat dua bidang saling tegak lurus satu sama lain memiliki tegangan geser nol. Tegangan normal yang ada pada bidang utama disebut tegangan utama. Besarnya tegangan yang normal adalah: Tegangan pada bidang utama besar, σ n = σ1 = 𝜎𝑦 + 𝜎𝑥 + √[ 𝜎𝑦 + 𝜎𝑥 + √[ 2 𝜎𝑦 − 𝜎𝑥 2 Tegangan pada bidang utama kecil, σ n = σ3 = 2 2 ] + ꞇ2 𝑥𝑦 𝜎𝑦 − 𝜎𝑥 2 2 ] + ꞇ2 𝑥𝑦 Lingkaran Mohr juga dapat digunakan untuk mengukur tegangan normal dan geser setiap bidang. 102 | Teknik Sipil Tegangan geser, yang bekerja pada sisi yang berlawanan dengan tegangan bujur sangkar, dianggap positif menurut perjanjian tanda. Untuk bidang AD tegangan normal sama dengan +σx tegangan geser sama dengan +ꞇxy. Untuk bidang AB tegangan normal sama dengan +σx tegangan geser sama dengan –ꞇxy. Jika bidang AB dan AD adalah bidang utama besar dan kecil, tegangan normal dan tegangan geser pada bidang EF dapat ditentukan dengan mensubstitusikan ꞇxy = 0. σn = 𝜎1 + 𝜎3 2 + 𝜎1 − 𝜎3 2 cos 2θ ꞇxy = 𝜎1 − 𝜎3 2 sin 2θ σy = σ1 σx = σ3 F. Penurunan Tanah Teori penurunan tanah adalah sebagai berikut: 1. Tanah butir halus homogen dan jenuh; 2. Hukum Darcy; 3. Kompresi tanah adalah perubahan volume yang disebabkan oleh disipasi air pori; dan 4. Deformasi hanya terjadi dalam satu arah. Konsolidasi tidak mengubah koefisien CV. Mekanika Tanah | 103 1. Kecepatan Penurunan Konsolidasi Kecepatan penurunan konsolidasi (consolidation settlement rate) mengacu pada laju atau kecepatan dimana tanah mengalami penurunan atau deformasi akibat proses konsolidasi. Kecepatan penurunan konsolidasi dapat bervariasi tergantung pada berbagai faktor, termasuk karakteristik tanah, tekanan beban, dan sifat hidrogeologi. Faktor-faktor ini dapat mempengaruhi permeabilitas tanah, ketebalan lapisan tanah, dan waktu yang dibutuhkan untuk proses konsolidasi. Konsolidasi satu dimensi menurut Terzaghi 𝐶 𝑡 Tv = 𝐻 𝑣 2 𝑑𝑟 Tv = time factor Cv = koefisien konsolidasi (m2/s) T = waktu (s) Hdr = jarak lintas drainase terpanjang (m) 104 | Teknik Sipil 2. Derajat Penurunan Konsolidasi Derajat penurunan konsolidasi (degree of consolidation) adalah parameter yang mengukur sejauh mana tanah telah mengalami konsolidasi atau penurunan akibat pembebanan dan proses konsolidasi. Derajat penurunan konsolidasi biasanya dinyatakan dalam persentase dan mengindikasikan seberapa banyak penurunan atau deformasi volumetrik yang telah terjadi pada suatu tanah. 3. Koefisien Konsolidasi Koefisien konsolidasi (coefficient of consolidation) adalah parameter yang mengukur tingkat konsolidasi atau penurunan volumetrik tanah yang terjadi akibat pembebanan dan proses konsolidasi. Koefisien konsolidasi (cv) dapat dihitung dengan menggunakan data dari uji konsolidasi laboratorium. Beberapa metode yang umum digunakan untuk menghitung koefisien konsolidasi adalah uji konsolidasi menggunakan alat consolidometer dan uji konsolidasi in-situ menggunakan uji pembebanan dengan beban bergradual pada lapangan. Jika penurunan sangat kecil, kecepatan penurunan tidak diperhatikan karena penurunan yang terjadi seiring waktu tidak menghasilkan perbedaan yang signifikan. 4. Penurunan Konsolidasi Penurunan konsolidasi (consolidation settlement) adalah proses di mana tanah mengalami penurunan atau deformasi akibat penghilangan air dari pori-porinya. Proses ini terjadi ketika tanah yang jenuh air dikenai beban, seperti beban struktur di atasnya, beban tambahan dari lapisan tanah di atasnya, atau beban permukaan lainnya. Akibat pembebanan ini, air di dalam pori-pori tanah mulai keluar dan tegangan efektif tanah meningkat, menyebabkan deformasi pada tanah. Proses penurunan konsolidasi terjadi dalam dua tahap utama: Tahap Konsolidasi Primer dan Tahap Konsolidasi Sekunder Mekanika Tanah | 105 Tahap Konsolidasi Primer (Primary Consolidation): Pada tahap ini, air di dalam pori-pori tanah dikeluarkan perlahan-lahan karena pembebanan. Tanah mengalami penurunan secara berangsur-angsur dan tegangan efektif meningkat. Kecepatan penurunan pada tahap ini berkurang seiring berjalannya waktu, dan penurunan pada akhir tahap primer sering disebut sebagai settlement primer. 106 | Teknik Sipil Persamaan yang tergantung pada nilai p1' menunjukkan penurunan konsolidasi primer total. Cr adalah indeks pemampatan kembali, Cc adalah indeks pemampatan, dan H adalah tebal lapisan tanah. pc' adalah tekanan prakonsolidasi (kN/m2), dan eo adalah angka pori awal. Tekanan overburden efektif awal sebelum dibebani adalah po'. Tahap Konsolidasi Sekunder (Secondary Consolidation) Tahap konsolidasi sekunder berlangsung dalam waktu yang lebih lama daripada tahap primer dan bersifat lebih lambat. Settlement yang terjadi pada tahap sekunder disebut sebagai settlement sekunder. Kemiringan kurva pada bagian akhir kurva H-log-t atau e-log-t adalah lintasan kurva konsolidasi sekunder. Mekanika Tanah | 107 Persamaan menunjukkan indeks pemampatan sekunder, atau Cα. Ca = 𝛥𝑒 𝑙𝑜𝑔 (𝑡2 𝑡 ) 1 Persamaan berikut menunjukkan rasio pemampatan sekunder 𝐶𝛼 (Cαε).Cα = 1+ 𝑒 𝑝 Persamaan digunakan untuk menghitung konsolidasi sekunder ialah SS = H penurunan 5. Keruntuhan Akibat Geser Keruntuhan akibat geser (shear failure) adalah kegagalan tanah atau batuan, akibat adanya tegangan geser yang melebihi batas daya dukung material tersebut. Ketika material tidak lagi mampu menahan tegangan geser yang bekerja pada bidang geser, terjadi pergeseran relatif antara dua bagian material yang bersebelahan, dan ini menyebabkan kegagalan atau keruntuhan akibat geser. Keruntuhan akibat geser terjadi di berbagai situasi, termasuk pada lereng tanah yang curam, dinding penahan tanah (retaining wall), dan dasar fondasi. Beberapa faktor yang mempengaruhi kemungkinan terjadinya keruntuhan akibat geser adalah: a. Sudut Geser Internal (Internal Shear Angle): Sudut geser internal merupakan sudut di mana bidang geser atau bidang pecah terbentuk pada saat terjadi keruntuhan akibat geser. Sudut geser internal bergantung pada karakteristik material, termasuk kekuatan geser dan kekuatan tarik dari material tersebut. 108 | Teknik Sipil b. Tegangan Geser (Shear Stress): Tegangan geser adalah tegangan yang bekerja sejajar dengan permukaan geser pada suatu material. Jika tegangan geser melebihi kekuatan geser material, keruntuhan akibat geser dapat terjadi. c. Tegangan Normal (Normal Stress): Tegangan normal adalah tegangan yang bekerja tegak lurus terhadap permukaan geser. Tegangan normal dapat mempengaruhi kemampuan material dalam menahan tegangan geser. d. Kelembaban Tanah: Kelembaban tanah juga dapat mempengaruhi kekuatan geser material. Tanah yang jenuh air cenderung memiliki kekuatan geser yang lebih rendah daripada tanah yang kering. Mekanika Tanah | 109 110 | Teknik Sipil Daftar Pustaka Al Dianty, M., Wu, W. 2020. Prediction of Soil Compression Index in Teziutlán, Mexico. Applied Mechanics, and Material, 894, pp. 124 – 128. Al Dianty, M., Yahaya, AS., Ahmad, F. 2013. Soil Characterization of Index Properties at Telecommunication Network Site in East Java Indonesia. Proceedings 1st International Conference on Engineering of Tarumanagara (ICET2013), JakartaIndonesia 2-3 October. ISBN: 978-979-99723-9-2. Al Dianty, M., Yahaya, AS., Ahmad, F. 2014. Probability Distribution of Engineering Properties of Soil at Telecommunication Sites in Indonesia, International Journal of Scientific Research in Knowledge. 143-150. Al Dianty, M., Yahaya, AS., Ahmad, F., Barontini, S., Ranzi, R. 2019. The development of site investigation on telecommunication for suitability zoning at East Java, Indonesia. 37th Conference Asean Federation of Engineering Organisation (CAFEO-37) September 11-13, 2019 at Jakarta International Expo, Indonesia Al Dianty, M. 2016. Geostatistical Modelling of Soil Properties in East Java for Site Suitability Assessment. PhD thesis, Universiti Sains Malaysia. Guerriero, V., Mazzoli S. 2021. Theory of Effective Stress in Soil and Rock and Implications for Fracturing Processes: A Review. Geosciences. 11 (3): 119. Lambe, T. William & Robert V. Whitman. Soil Mechanics. Wiley, 1991; p. 29 Terzaghi, K., Peck, R.B., Mesri, G. 1996. Soil mechanics in Engineering Practice, Third Edition, John Wiley & Sons, Inc.,ISBN 0-471-08658-4 Wesley, L.D. 2010. Mekanika Tanah untuk Tanah Endapan dan Residu, John Wiley & Sons, Inc.,ISBN 9789792926330 Mekanika Tanah | 111 112 | Teknik Sipil BAB V Manajemen Risiko Proyek Isra Junna A. Pendahuluan Pencemaran limbah merupakan salah satu dampak pembangunan di berbagai bidang, seiring dengan peningkatan kesejahteraan masyarakat. Selain itu, peningkatan polusi juga disebabkan oleh pertumbuhan penduduk dan aktivitasnya. Dengan adanya Program Pemerintah tentang Sanitasi, diharapkan jika masyarakat melaksanakan dan mengelola program tersebut secara swadaya langsung dari pemerintah untuk masyarakat sehingga dapat membantu mencegah pencemaran lingkungan. Rakyat biasa yang tidak dipertimbangkan latar belakang masyarakat saat direkrut dapat muncul beberapa risiko terhadap kapasitas juga kemampuan Kelompok Swadaya Masyarakat. Munculnya beberapa risiko proyek disertai dengan risiko tidak hemat biaya karena sebenarnya proyek SLBM ini sepenuhnya bergantung pada masyarakat. Penulis dalam penelitian ini untuk mengetahui risiko pengendalian dan pelaksanaan proyek Dana Alokasi Khusus (DAK) SLBM. Sejak awal kontrak hingga akhir proyek (JUKLAK DAK SLBM, 2014). Manajemen risiko dilakukan untuk indentifikasi awal risiko yang dihadapi KSM, upaya membantu pemerintah untuk 113 melaksanakan proyek-proyek yang hemat biaya di masa mendatang. B. Manajemen Definisi manajemen menurut para ahli Indonesian Online Community & Library (2006) adalah sebagai berikut: 1) Manajemen adalah proses perencanaan, pengorganisasian, pengarahan dan pengendalian usaha anggota organisasi dan penggunaan semua sumber daya yang tersedia. dalam organisasi untuk mencapai tujuan organisasi yang telah ditetapkan sebelumnya. 2) Manajemen adalah seni karena bekerja dengan orang lain membutuhkan keahlian khusus. C. Pekerjaan Konstruksi Proyek konstruksi memiliki tiga karakter (Ervianto, 2004). 1. Unik: Proyek konstruksi dikatakan unik karena kegiatannya tidak pernah sama, bersifat sementara, dan melibatkan kelompok pekerja yang berbeda. 2. Sumber Daya: Setiap proyek konstruksi membutuhkan sumber daya, yang meliputi pekerja dan hal-hal seperti uang, mesin, metode, dan material. 3. Organisasi: Setiap organisasi memiliki tujuan yang berbeda, dan banyak orang dengan keterampilan dan minat berbeda menjadi bagian darinya. D. Manajemen Risiko Melaksanakan manajemen risiko tidak hanya dalam proyek konstruksi tetapi juga di bidang lain seperti keuangan perusahaan, perbankan, proses industri dan banyak bidang lainnya (Fandopa, 2012): 1. Risiko Bagi sebagian besar orang Indonesia, berbicara tentang resiko hampir selalu berarti kerugian, meskipun belum tentu demikian, karena dari segi positif resiko adalah peluang yang bisa mendatangkan keuntungan, namun dari segi negatif resiko adalah tantangan. yang harus diatasi. 114 | Teknik Sipil Loosemore, et al., (1993) (Fandopa, 2012) berpendapat bahwa risiko merupakan fenomena yang melibatkan fisik, ekonomi, budaya dan sosial dan dapat mempengaruhi laba dan tujuan awal. Raftery (1994) dalam (Fandopa, 2012): “Risiko dan ketidakpastian menggambarkan situasi di mana hasil aktual dari peristiwa atau aktivitas tertentu cenderung berbeda dari perkiraan atau nilai prediksi. Risiko dapat terjadi dalam dua arah: Hasil akhirnya mungkin lebih baik atau lebih buruk dari yang diperkirakan sebelumnya.” 2. Ciri Manajemen Risiko Noshworthy (2000) dalam (Fandopa, 2012), menyatakan bahwa “manajemen risiko adalah identifikasi ancaman dan penerapan tindakan yang ditujukan untuk mengurangi terjadinya ancaman tersebut dan meminimalkan potensi kerusakan. Analisis risiko dan manajemen risiko merupakan dasar dari manajemen risiko, di mana manajemen risiko adalah penerapan pengendalian yang tepat untuk mencapai keseimbangan antara keselamatan, manfaat dan biaya.” Noshworthy, National Institute of Standards and Technology (Stoneburner, et al., 2001) (Fandopa, 2012) mengatakan bahwa “manajemen risiko adalah proses mengidentifikasi, mengendalikan dan mengkomunikasikan informasi terkait risiko tentang suatu sistem dan mencakup penilaian risiko, biaya-analisis manfaat dan pemilihan Safeguards, implementasi, pengujian dan evaluasi. Ketika memeriksa sistem ini, kita harus memperhatikan efektivitas dan efisiensi, dampaknya terhadap misi dan juga keterbatasan yang terkait dengan kebijakan, peraturan dan undangundang.” 3. Tujuan Manajemen Risiko Setiap Tindakan harus ada tujuan. Beberapa ahli seperti Suh & Han (2003) dalam (Fandopa, 2012) berpendapat bahwa “tujuan manajemen risiko adalah untuk meminimalkan Manajemen Risiko Proyek | 115 kerugian. Sementara itu, menurut Jacobson (2002) (Fandopa, 2012), tujuan akhir dari manajemen risiko adalah untuk memilih tindakan pengurangan risiko, transfer risiko, dan normalisasi risiko untuk mengoptimalkan kinerja organisasi.” Menurut Darmawi (2006) (Fandopa, 2012), manajemen risiko dilakukan untuk mengurangi, menghindari dan memperhitungkan risiko melalui beberapa aktivitas berurutan, yaitu a) identifikasi risiko, identifikasi potensi risiko, penilaian risiko pendahuluan. peristiwa risiko dan status risiko potensial dan evolusinya menjadi status risiko awal, b) analisis risiko, analisis atau pengukuran risiko potensial dan bagaimana penanganan atau pengurangannya, c) manajemen risiko: Dua pendekatan manajemen risiko, yaitu manajemen risiko melalui penghindaran risiko, pengendalian kerugian, pemisahan aktivitas risiko dan kombinasi ketiga metode di atas, dan pembiayaan risiko (project financing). 4. Rancangan Manajemen Risiko Pada fase ini, langkah-langkah untuk menghilangkan risiko yang terjadi dalam proyek dapat ditentukan. Seperti proses sifat manajemen risiko dapat mengalokasikan sumber daya dan waktu yang sesuai untuk melakukan manajemen risiko dan memberikan dasar untuk penilaian risiko. Teknik yang digunakan dalam perencanaan manajemen risiko adalah diskusi dan analisis perencanaan. 5. Identifikasi Risiko Identifikasi risiko adalah proses yang berkelanjutan karena ada kemungkinan bahwa risiko baru akan ditemukan seiring berjalannya proyek. Secara umum, ada dua kategori risiko: risiko internal dan eksternal. Risiko internal adalah risiko yang berasal dari perusahaan atau proyek itu sendiri. Contoh: Biaya, produktivitas, kontrak, lead time, dll. Risiko eksternal adalah risiko yang tidak disebabkan oleh perusahaan atau proyek. Contoh kondisi politik, inflasi, dll. 116 | Teknik Sipil Gambar 5.1. Skema Jenis Risiko Gambar 5.2. Skema Jenis Risiko E. Kontrak Swakelola Penjelasan Pasal 22 ayat 3, tanggung jawab pengguna anggaran (PA) adalah pengadaan barang/jasa, melalui otonomi maupun melalui pemasok barang/jasa. Sebab berdasarkan kebutuhan yang teridentifikasi, pengguna anggaran juga harus memahami kekuatan sumber daya pengadaan barang/jasa (JUKLAK DAK SLBM, 2014). 1. Mengapa Swakelola Kegiatan tersebut dapat dilakukan jika terpenuhi salah satu syarat sebagai berikut: a. Bekerja sesuai tugas dan tugas K/L/D/I bertujuan meningkatkan kemampuan teknis dari sumber daya manusia. b. Pengoperasian dan pemeliharaannya memerlukan partisipasi langsung masyarakat setempat. c. Pemasok barang/jasa tidak dengan ukuran dan jenis lokasi. Manajemen Risiko Proyek | 117 d. Perincian/detailnya tidak dapat ditentukan sebelumnya yang dapat mengandung tingkat ketidakpastian dan risiko yang tinggi apabila dilakukan oleh penyedia barang/jasa. e. Pendidikan, kursus, pelatihan, seminar, lokakarya atau konsultasi. f. Partisipasi dalam proyek percontohan. g. Pekerjaan survei, pengolahan data. 2. Anggota Swakelola Misalnya dinas PUPR bertanggung jawab menjaga kebersihan lingkungan, atau dinas kebersihan dan kegiatan lainnya bertanggung jawab atas pengangkutan sampah. Namun, sebagaimana diuraikan pada bagian di atas, jika penyedia diharuskan untuk melakukan kegiatan tersebut, metode pemilihan penyedia layanan juga harus dilaksanakan sesuai dengan keputusan presiden. F. Instalasi Pengolahan Air limbah Water Treatment Plant (WTP) merupakan metode untuk menghilangkan limbah biologis dan kimia dari air sehingga air dapat dimanfaatkan. (Frank R. Spellman, (2008) dalam (JUKLAT DAK SLBM, 2014). Dalam kegiatan SLBM, sistem on-site dibangun dengan fasilitas pengolahan air yang terletak baik secara individual atau komunal. Tabel 5.1. Air Limbah 118 | Teknik Sipil Tabel 5.2. Keuntungan dan Kekurangan Tabel 5.3. Kriteria SLBM 1. Instalasi pengolahan air limbah terdiri dari a. Anaerobic Baffled Reactor Gambar 5.3. Tipikal Bangunan Anaerobic Baffled Reactor b. Anaerobic Upflow Filter (AUF) Gambar 5.4. Tipikal Bangunan Anaerobic Upflow Filter Manajemen Risiko Proyek | 119 G. Risiko Proyek SLBM (IPAL) Pekerjaan proyek DAK SLBM IPAL terdapat perbedaan dengan proyek tradisional. 1. Rencana anggaran biaya pekerjaan IPAL 2. Pekerjaan jaringan perpipaan primer. 3. Pekerjaan jaringan perpipaan skunder. 4. Pekerjaan perpipaan sambungan rumah. 5. Aspek Material/logistic. 6. Aspek sumber daya manusia/tenaga kerja. 7. Aspek pelaksanaan proyek IPAL . 8. Aspek risiko pembuatan DED dan RAB. 9. Aspek risiko desain. H. Pengukuran Potensi Risiko Risiko potensial yang memerlukan perhatian karena memiliki probabilitas tinggi untuk terjadi dan kesalahan dalam penentuan waktu, estimasi biaya atau teknik perencanaan mengindikasikan terjadinya risiko (Kurniawan, 2011). Proses pengukuran risiko dengan memperkirakan frekuensi risiko dan dampak risiko. Skala yang digunakan untuk mengukur potensi risiko dari segi frekuensi dan dampak risiko adalah skala Likert dengan rentang angka 1-5. 120 | Teknik Sipil Daftar Pustaka Ervianto, W. 2004. Aplikasi Manajemen Proyek Kontruksi. AndiOffset. FANDOPA, R. 2012. Pengelolaan Resiko Pada Pelaksanaan Proyek Jalan Perkerasan Lentur PT X Dalam Rangka Meningkatkan Kinerja Mutu Proyek (pp. 1–199). JUKLAT DAK SLBM. 2014. Petunjuk Pelaksanaan DAK SLBM (p. 176). Kementerian Perumahan Rakyat dan Pemukiman Penduduk. Kementerian Kesehatan RI. 2019. Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 2 Tahun 2019 tentang Petunjuk Operasional Penggunaan Dana Alokasi Khusus Fisik Bidang Kesehatan Tahun Anggaran 2019. In Kementerian Kesehatan Republik Indonesia (Vol. 561). Kurniawan, B. Y. 2011. Analisa Risiko Konstruksi Pada Proyek Pembangunan Apartemen Petra Square Surabaya (p. 13). Fakultas Teknik Sipil Institut Teknologi Sepuluh November Surabaya. Manajemen Risiko Proyek | 121 122 | Teknik Sipil Tentang Penulis Dr. Ir. La Ode Muhamad Nurrakhmad Arsyad, S.T., M.T., IPM., ASEAN Eng. Dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo Penulis merupakan dosen di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo Sejak Tahun 2008. Sebagai seorang yang sepenuhnya mengabdikan dirinya sebagai dosen, selain pendidikan formal yang telah ditempuhnya penulis juga mengikuti berbagai pelatihan dan kompetensi untuk meningkatkan kinerja dosen, khusus di bidang pengajaran, penelitian dan pengabdian kepada masyarakat. Penulis juga aktif pada berbagai bidang organisasi masyarakat, antara lain Masyarakat Transportasi Indonesia (MTI) Wilayah Provinsi Sulawesi Tenggara, Ikatan Surveyor Indonesia (ISI), Ikatan Ahli Bandar Udara Indonesia (IABI) dan Forum Studi Transportasi 123 Antar-Perguruan Tinggi (FSTPT). Selain dosen tetap, penulis bekerja sebagai tenaga ahli konsultan Perencanaan dan Perancangan Kebandarudaraan di berbagai Bandar Udara sejak tahun 2010 sampai sekarang, juga sebagai tenaga ahli konsultan Perencanaan di bidang perkerasan jalan raya, dan kepelabuhanan, penulis juga aktif melakukan penelitian yang diterbitkan di berbagai jurnal nasional maupun internasional, khususnya di bidang transportasi darat dan udara. 124 | Teknik Sipil Dr. Ir. Budi Witjaksana, S.T., M.T., IPU., Asean Eng. Dosen Magister Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Penulis lahir di Probolinggo tanggal 20 September 1970. Penulis adalah dosen pada Program Studi Magister Teknik Sipil Fakultas Teknik, Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya. Menyelesaikan pendidikan S1 pada Jurusan Teknik Sipil Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya dan melanjutkan S2 pada Jurusan Teknik Sipil Institut Teknologi 10 Nopember Surabaya. Pendidikan S3 penulis tempuh pada Fakultas Ekonomi dan Bisnis dengan tujuan penulis memperdalam pengetahuan mengenai biaya, khususnya perilaku biaya pada proyek konstruksi. Penulis menekuni bidang Penelitian dan Pengabdian Masyarakat dengan focus Manajemen Proyek Konstruksi, Manajemen Biaya Proyek, Material konstruksi. Karya penulis yangvtermuat dalam jurnal Internasional diantanya adalah Activity Based ManagementChange Order Model Based Economic Value Added (Archives of Business Research–Vol.7, No.2 Publication Date: Feb. 25, 2019 DOI: 10.14738/abr.72.6201.), The Cost Estimation Using “Cost Significant Model” on The Structure of Beam Girderdi Development of DPU Bina Marga Bridge Province In East Java (J. Phys.: Conf. Ser. 1364 012076 Tentang Penulis | 125 DOI 10.1088/1742-6596/1364/1/012076). Donny Dwy Judianto Leihitu, S.T., M.T. Tempat/Tgl. Lahir : Manado, 4 April 1976 Alamat KTP : Jl Untung Suropati Rt 013/ Rw 001 Kel/Desa Sungai Undang Kec Seruyan Hilir Alamat Domisili : Jl. Untung Suropati Rt 013/ Rw 001 Kel/ Desa Sungai Undang Kec Seruyan Hilir No. HP : 081394423356 Email : donnydeejayleihitu@gmail.com Menerangkan dengan sesungguhnya: Riwayat Pendidikan : Pendidikan S2 Teknik Sipil, Universitas Sam Ratulangi Manado S1 Fakultas Teknik Universitas Sam Ratulangi Manado SMA Negeri 2 Manado SMP Negeri 8 Manado SD Negeri 66 Manado Tahun 2004 2001 1994 1991 1988 Pengalaman Kerja 1. Menjadi Supervisor Survei bekerjasama dengan Kantor Perwakilan Bank Indonesia Provinsi Kalimantan Tengah a. Tahun 2015 s/d sekarang pada Pusat Informasi Harga Pangan Strategis Nasional (PIHPS) Kota Sampit (Pasar PPM dan Pasar Subuh) b. Tahun 2016 s/d Sekarang pada Survey Pemantauan Harga (SPH) pasar Modern dan Pasar Tradisional Kota Sampit. 126 | Teknik Sipil c. Desember 2016 s/d sekarang pada Pusat Informasi Harga Pangan Strategis Nasional (PIHPS) Pedagang Besar Kota Sampit. 2. Pernah menjabat sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Darwan Ali (Periode 2009- 2015). 3. Ketua Unit Penelitian dan Pengadian Kepada Masyarakat Politeknik Seuyan ( 2019–Sekarang). 4. Pernah menjadi Komisi teknis Bidang Konstruksi dan Perkembangan Pembangunan Dewan Riset Daerah Kabupaten Seruyan Periode Tahun 2019-2021. 5. Menjadi Dosen: Tahun 2008–2018: Mengajar pada Fakultas Teknik Program Studi S-1 Teknik Sipil di Universitas Darwan Ali (UNDA). 6. Guru Pengajar SMKN 1 Seruyan Jurusan Bisnis Konstruksi dan Properti dan Konstruksi Batu Beton (2009 sd Sekarang). 7. Tahun 2019 s/d Sekarang: Menjadi dosen pada Politeknik Seruyan Program Studi Teknologi Rekayasa Konstruksi Jalan dan Jembatan. 8. Aktif dalam Pelayanan Anak Gereja GKE Imanuel Kuala Pembuang sebagai Wakil Ketua (2017–2022 ). 9. Ketua Tim Survey Efektifitas Infrastruktur dan layanan system pembayaran dalam rangka kesiapan menuju Digitalisasi Bantuan Sosial Kerja Sama dengan Kantor Perwakilan Bank Indonesia Provinsi Kalimantan Tengah Tahun 2022. 10. Tim Fasilitator Dana Alokasi Khusus (DAK) Pekerjaan Survei dan Perencanaan Swakelola Sekolah Dasar dan Sekolah Menengah Pertama di Kabupaten Seruyan (2009 s/d 2022). 11. Ketua Tim Teknis Survei dan Rehabilitas Swakelola SDN 1 Kuala Pembuang I Bantuan Dana Kementerian Pendidikan RI (2018). 12. Ketua Tim Teknis Survei dan Perencanaan Pembangunan Swakelola Kompleks SMAN 1 Batu Ampar dan SMAN 1 Danau Seluluk (2015). 13. Tim Survei Survey Geometrik Jalan Arah Sampit -Pangkalan Bun KM 69 Kerjasama Universitas Darwan Ali dengan Dinas Perhubungan Kabupaten Seruyan (2017). Tentang Penulis | 127 14. Ketua Tim Perencana Pembangunan Politeknik Seruyan (2018 sd Sekarang). 15. Project Leader Pendampingan Penerbitan Surat Tanda Daftar Budidaya (STDB) di Kabupaten Seruyan Kerja sama dengan USAID-SEGAR (2022-2023). 128 | Teknik Sipil Dr. Marelianda Al Dianty, S.T., MSc., CSRS Peneliti dan Managing Director Geohydra Konsulting Penulis adalah peneliti dan managing director dari Geohydra Consulting, pernah bekerja sebagai post-doctoral fellow di University of Brescia, Italia (2017) dan University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna, Austria (2016). Beliau melakukan penelitian kolaborasi dalam memitigasi risiko hidrogeologi. Selama di Wina, ia berpartisipasi dalam proyek pemodelan di Institute of Geotechnical Engineering. Penulis menyelesaikan Ph.D dari Universitas Sains Malaysia (USM) dalam melakukan penelitian permodellan kesesuaian lokasi jaringan telekomunikasi. Minat penelitiannya berkisar pendekatan analitik dalam geoteknik, hidrologi, lingkungan, bencana alam, dan energi terbarukan. Dia dianugerahi beberapa penghargaan UNILEAD Southeast ASIA 2020 dari DAAD dan HRK (Konferensi Rektor Jerman), Finalis Falling Wall Lab Remote Jakarta, Asia Pacific Women Inventors, and Innovators Network (APWIIN), Erasmus Mundus dan pada tahun 2017 dia ditugaskan sebagai co-convenor untuk sub field program HS8.3.3 pada Konferensi Internasional European Geosciences Union (EGU), Vienna, Austria. Karier keinsinyurannya berkembang di perusahaan multinasional Huawei dan Petronas KLCC, Malaysia. Memiliki sertifikasi Insinyur (PII), ahli tanah (HATTI), manejemen proyek (LPJK) dan Spesialis Laporan Keberlangsungan (CSRS). Tentang Penulis | 129 Israjunna, S.T., M.T. Dosen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Bima Penulis lahir di Batu Tering tanggal 01 Februari 1992. Penulis adalah dosen pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Bima. Menyelesaikan pendidikan S1 pada Jurusan Teknik Sipil dan melanjutkan S2 pada Magister Teknik Sipil Manajemen Konstruksi. Penulis menekuni bidang Penelitian manajemen konstruksi, manajemen risiko proyek, sumber daya air, Pengabdian pembuatan teknologi tepat guna, pendampingan STBM, dan lomba nasional Teknologi Tepat Guna. 130 | Teknik Sipil