Bendung Pelimpah Mercu Bulat

BAB IV 4. Bendung Tyrol

5.3. Bendung Pelimpah Mercu Bulat

5.3.1. Pertimbangan Perancanaan

Dalam pelaksanaan desain bangunan bendung pelimpah dengan mercu bulat harus direncanakan dengan seksama agar aman terhadap rembesan sesuai dengan Pd Txx-200x-A : Tata Cara Desain Hidraulik Bendung.

5.3.2. Persyaratan Perencanaan

bendung pelimpah mercu bulat di desain dengan meperhatikan persyaratan : i. lokasi, tinggi mercu, debit banjir rencana dan stabilitas pelu didesain dengan mengacu pada acuan normatif

ii. bendung pelimpah biasa sesuai dibangun pada sungai yang berlokasi di pertengahan (middle)

iii. jenis ini dipilih jika material yang hanyut bersama sungai berfluktuasi dan bahan angkutannya besar

iv. dasar sungai yang tidak rawan gerusan 5.3.3. Persyaratan Keamanan Bangunan

Bangunan bendung pelimpah mercu bulat dan bangunan pelengkap lainnya perlu didesain dengan memperhatikan keamanan bangunan ditinjau dari segi hidraulik, struktural, operasi dan pemeliharaan.

5.3.3.1. Kemanan hidraulik

Bangunan utama dan bangunan pelengkapnya harus diperhitungkan aman terhadap : - bahaya luapan pada bangunan tembok pangkal, tembok sayap udik dan hilir; - bahaya penggerusan setempat, degradasi dasar sungai dan penggerusan tebing; - bahaya erosi buluh akibat aliran di bawah dan di samping bangunan;

- bahaya kavitasi;

- bahaya akibat perubahan perilaku sungai. 5.3.3.2. Kemanan Struktural

Bangunan utama dan bangunan pelengkapnya harus memenuhi persyaratan kekuatan dan kestabilan struktur baik secara satu kesatuan maupun bagian perbagian dengan rincian meliputi :

- kekuatan terhadap benturan batu dan angkutan benda padat lainnya; - kestabilan bangunan terhadap guling, geser dan penurunan.

5.3.3.3. Keamanan Operasi dan Pemeliharaan

i. keamanan operasi : bangunan utama dan bangunan pelengkap seperti pintu pengatur debit, penangkap pasir dan bagian-bagiannya agar didesain untuk dapat dioperasikan dengan mudah, aman dan efisien;

ii. pemeliharaan : untuk menjaga fungsi dan keamanan bangunan setelah beroperasi diperlukan pemeliharaan dan pemantauan berkala; hal-hal yang perlu dipelihara yaitu :

- saringan dari sumbatan batu, sampah dan mengganti batang-batang yang rusak; - pembersihan berkala gorong-gorong pengumpul dari endapan sedimen secara hidraulik;

- pembilasan penangkap pasir secara periodik.

- pemeliharaan dan perbaikan lapisan tahan aus dan rip-rap 5.3.3.4. Desain Hidraulik

Pelaksanaan pekerjaan yang perlu diperhatikan dalam detail desain bendung adalah sebagai berikut :

5.3.3.4.1. Pra Desain Hidraulik Kegiatan pra desain meliputi :

(a) Persiapan pekerjaan yaitu pengumpulan, evaluasi dan analisis data. Data yang diperlukan yaitu :

i. data topografi berupa :

- peta yang meliputi daerah aliran sungai dengan skala minimal 1 : 50.000;

- peta situasi sungai di lokasi bangunan dengan skala 1 : 2000 dan peta detail dengan skala minimum 1 : 5000

ii. data morfologi sungai seperti geometri sungai, data hidrograf aliran sungai dan perubahan-perubahan yang terjadi pada dasar sungai secara horisontal maupun vertikal;

iii. data geometri sungai berupa : bentuk dan ukuran alur, palung, lembah sungai, kemiringan dasar sungai;

iv. data angkutan sedimen berupa : gradasi material dasar sungai, laju dan gradasi angkutan sedimen dasar;

v. data hidrograf aliran sungai seperti : aliran banjir, frekuensi kejadian debit banjir, kurva massa aliran dan tinggi muka air sungai;

vi. data geoteknik diantaranya : geomorfologi, stratigrafi dan struktur geologi serta kegempaan di daerah calon lokasi

vii. data mekanika tanah : seperti sifat fisik tanah dan batauan serta sifat teknik tanah di sekitar calon lokasi;

viii. data bahan bangunan : sumber dan jumlah bahan yang tersedia, jenis dan ketahanan umur, sifat fisik dan teknik bahan bangunan serta persyaratan kualitas bahan bangunan;

ix. data lingkungan dan ekologi

x.

(b) peninjauan lapangan : untuk memeriksa tingkat ketelitian data; mendapat masukan data morfologi sungai dan sifat sungai, mengetahu dan memperkirakan masalah yang akan timbul;

(c) penentuan lokasi bangunan harus dipilih berdasarkan studi perbandingan atas beberapa alternatif dengan mempertimbangkan fungsi bangunan dan faktor-faktor lain; topografi, morfologi sungai dan medan sekitarnya; geoteknik; lingkungan; pelaksanaan bangunan; dan mobilitas peralatan;

(d) penentuan debit desain mencakup :

i. debit desain banjir dengan kala ulang 100 tahun digunakan untuk mendesain bangunan pelimpah dan tembok pangkal;

ii. debit desain sebesar debit alur penuh untuk bangunan peredam energi

iii. debit andalan tertentu sesuai kebutuhan untuk kebutuhan irigasi dan kebutuhan pembilasan sedimen di gorong-gorong pengumpul serta penangkap pasir

5.3.4. Penentuan Bentuk dan Dimensi Bangunan

Penentuan bentuk dan dimensi bangunan bendung pelimpah mercu bulat sesuai dengan Pd T-xx-200x-A : Tata Cara Desain Hidraulik Bendung adalah sebagai berikut :

(a) panjang mercu

i. diperhitungkan terhadap kemampuan melewatkan debit banjir rencana dengan tinggi jagaan yang cukup;

ii. sama dengan lebar rata-rata sungai stabil atau pada debit penuh alur dan umumnya ditentukan sebesar 1,2 kali lebar sungai rata-rata pada ruas sungai yang stabil;

iii. material konstruksi untuk mercu digunakan pasangan dengan lapisan tanah aus (batu candi)

(b) bentuk dan dimensi mercu;

i. mercu dipilh bulat karena mudah dalam pelaksanaan;

ii. lebih tahan terhadap benturan batu gelundung, bongkah dan sebagainya; iii. persyaratan minimum radius mercu bendung yaitu 0,7 h < R < h;

iv. kemiringan hilir kaki pelimpah 1 : 1 dengan tujuan menghindari kavitasi (c) tinggi mercu;

didesain untuk kebutuhan tinggi energi bagi penyadapan, pembilasan dan kebutuhan pengendalian angkutan sedimen serta menghindarkan terjadinya timbunan sedimen dan sampah;

i. tidak lebih dari 4,0 m dan minimum 0,5 H (tinggi muka air di hulu bendung); ii. jika lebih maka perlu dilakukan pengaturan peninggian elevasi dasar lantai hulu bendung.

(d) tinggi muka air di atas mercu;

i. maksimum tinggi muka air 4,0 m;

ii. jika > 4,0 m maka perlu dilakukan pelebaran bendung;

iii. jika pelebaran tidak memungkinkan lagi maka perlu dilakukan uji model. (e) bangunan pengambilan tunggal

kriteria desain bangunan pengambilan sesuai dengan Pd T-xx-200x-A : Tata Cara Desain Hidraulik Bendung Tetap, sebagai berikut :

i. perletakan berada pada tikungan luar sungai dengan sudut pengambilan 900 atau menyudut (450–600) terhadap sumbu bangunan pembilas;

ii. lubang pengambilan ditentukan berdasarkan kebutuhan air maksimum baik untuk pemasokan maupun pembilasan di kantong lumpur;

iii. jika pengambilan menggunakan pintu yang dioperasikan secara manual maka lebar pintu maksimal 2,5 m

kriteria desain bangunan pengambilan sebagai berikut :

i. terjadi jika kondisi daerah irigasi berada di kanan dan kiri bendung; pintu intake ditempatkan di pilar pembilas;

ii. gorong-gorong penyeberang aliran di tempatkan di dalam tubuh bendung dengan kecepatan aliran 2,5 m/dt;

iii. pembilas sedimen ditempatkan di pengeluaran gorong-gorong;

iv. trashrack di pasang di mulut bangunan intake dan pembilas yang terbuat dari pipa besi bulat berjarak 20 cm

(g) lantai bangunan pengambilan

kriteria desain lantai bangunan sebagai berikut :

i. ditentukan datar dengan ketinggian sama dan 0,5 m di atas plat undersluice; ii. jika bangunan pembilas tanpa undersluice maka tinggi lantai diatas lantai hulu bendung :

- 0,5 m, jika sungai mengakut lanau;

- 1,0 m, jika sungai mengakut pasir dan kerikil; - 1,5 m, jika sungai mengakut pasir dan kerikil; (h) pilar bangunan pengambilan

Dibangun jika lebar intake lebih dari 1,0 m dengan kriteria: i. bentuk awal bulat dan tegak atau dengan kemiringan; ii. bagian hilir dapat dibuat tegak atau dengan kemiringan;

iii. ketebalan pilar sekitar 0,7 m – 1,0 m; sponeng untuk perletakan pintu (i) bangunan pembilas

kriteria desain bangunan pembilas sebagai berikut : i. lebar pembilas total 1/6 – 1/10 dari lebar bendung; ii. bangunan dilengkapi dengan pilar-pilar dan pintu;

iii. bentuk pilar bagian hulu bulat dengan jari-jari pembulatan setengah lebar pilar; iv. bagian hilir runcing dengan jari-jari peruncingan 2 x lebar pilar;

v. bentuk bagian hulu tegak dan berawal dari bagian muka kepala bendung; vi. kemiringan bagain hilir dapat diambil dengan perbandingan 1 : n;

vii. lebar pilar sisi bagian luar dapat diambil sampai dengan 2,0 m; vii. lebar sisi bagian dalam 1,0 m dan 1,5 m;

viii. mercu pintu pembilas ditentukan sama tinggi dengan elevasi mercu bendung atau 0,10 m lebih tinggi dari elevasi mercu bendung;

ix. lebar pintu pembilas maksimum 2,5 m (operasi manual). (j) pembilas undersluice

kriteria desain lantai bangunan pembilas undersluice sebagai berikut : i. bangunan pintu pembilas diletakkan segaris dengan sumbu bendung; ii. mulut undersluice mengarah ke hulu;

iii. lebar mulut undersluice harus lebih besar dari 1,2 x lebar intake;

iv. panjang undersluice ditentukan berdasarkan perletakan hulu intake dan tinggi undersluice minimum 1,0 m;

(k) pembilas shunt undersluice

kriteria desain lantai bangunan pembilas shunt undersluice sebagai berikut :

i. dibangun jika material angkutan sungai masih dimungkinkan batu gelundung; ii. mulut undersluice mengarah ke samping;

iii. tinggi lubang minimum 1,0 m;

iv. lebar lubang disesuaikan dengan lebar intake dan pembilas; v. tembok pangkal bagian hulu segaris dengan bagian luar pembilas;

vi. bagian hulu dilengkapi dengan bangunan boulder screen dan dinding banjir (l) tembok baya-baya;

kriteria desain lantai bangunan tembok baya-baya sebagai berikut :

i. penempatan menerus ke arah hulu dari pilar pembilas bagian luar/sisi bendung; ii. bentuk mengecil ke arah hulu sebesar setengah lebar tembok pilar;

iii. tinggi mercu minimal 0,5 m di atas bendung dengan panjang ke arah hulu sama dengan lebar mulut undersluice dan tidak menghalangi pengaliran ke intake (m) bangunan penahan batu;

Lengkapi bangunan intake dengan bangunan penahan batu dimana penempatan dan komponen bangunan adalah sebagai berikut :

i. ditempatkan di hulu intake/undersluice;

ii. komponen bangunan terdiri dari barisan cerucuk pipa dengan diameter sebesar 0,15 m dan jarak antar tiang sebesar diameter butir yang akan tertahan;

iii. balok beton pengikat dengan ukuran lebar 0,5 – 0,7 m, tebal 0,2 – 0,4 m serta pada ketinggian minimal 1,0 m dari atas mercu bendung;

iv. pondasi tiang yang kedalamannya disesuaikan dengan elevasi dasar sungai dan lantai undersluice

(n) peredam energi :

Lengkapi bangunan dengan peredam energi untuk mencegah penggerusan setempat dengan memperhatikan :

i. ebit desain untuk bangunan peredam energi; ii. tinggi terjunan;

iii. penggerusan setempat; iv. degradasi sungai setempat Pemilihan tipe peredam energi : i. tipe MDO dan MDS

- tipe MDO digunakan di sungai aluvial dengan angkutan sedimen dominan fraksi pasir, kerikil dan kerakal;

- tipe MDS digunakan terutama di sungai aluvial dengan angkutan sedimen dominan fraksi pasir dan kerikil;

- tinggi air hulu bendung dibatasi maksimum 4,0 m;

- tinggi pembendungan (dihitung dari elevasi mercu bendung sampai dengan elevasi dasar sungai di hilir) maksimum 10,0 m RSNI T-04- 2002.

kriteria desain lantai bangunan pembilas shunt undersluice, sebagai berikut :

- sungai dengan kemiringan dasar curam dengan angkutan sedimen yang terbawa aliran adalah batu gelundung;

- terbentuk pusaran dasar balik searah jarum jam; - dasar sungai cukup keras

iii. tipe ganda

Lokasi bendung berada pada sudetan sungai dengan ketinggian lebih dari 10,0 m sesuai dengan Pd T-xx-200x-A : Tata Cara Desain Hidraulik Bendung Tetap

(o) tembok pangkal

Tentukan bentuk dan ukuran tembok pangkal dengan cara :

i. tinggi tembok pangkal ditentukan dengan memperhatikan debit desain untuk kapasitas pelimpahan ditambah dengan tinggi jagaan tertentu;

ii. panjang tembok pangkal ditentukan oleh dimensi tubuh bangunan dan peredam energi;

iii. bentuk tembok pangkal dapat dibuat tegak atau miring;

iv. ujung tembok pangkal ke arah hilir (Lpi) ditempatkan di tengah-tengah panjang lantai peredam energi sesuai dengan RSNI T-04-2002: Lpi = Lb + 0,5 Ls

v. panjang tembok pangkal di bagian hulu (Lpu) bagian yang tegak di hitung dari sumbu mercu bendung sesuai dengan RSNI T-04-2002: 0,50 Ls ≤ Lpu ≤ Ls

(p) tembok sayap hulu dan hilir

Lengkapi bangunan dengan tembok sayap dengan memperhatikan: i. bentuk dan dimensi peredam energi;

ii. geometri sungai di hilir dan sekitarnya;

iii. prediksi kedalaman penggerusan setempat dan degradasi dasar sungai yang akan terjadi;

iv. stabilitas tebing;

v. tinggi muka air hilir pada debit desain ditambah dengan tinggi jagaan; vi. panjang tembok sayap hulu ditentukan :

- kemiringan tembok diambil 1 : 1

- pertemuan dengan tembok pangkal dibuat menyudut kurang lebih dari 450 - bagi tebing yang tidak jauh dari sisi tembok pangkal bendung, ujung tembok sayap hulu dilengkungkan masuk ke tebing dengan panjang total tembok pangkal ditambah sayap hulu sesuai dengan RSNI T-04- 2002:

1,0 Ls ≤ Lsu ≤ 1,5 Ls

- bagi tebing sungai yang jauh dari sisi tembok p[angkal bendung ataupalung sungai di hulu bendung yang relatif jauh lebih lebar dibandingkan dengan lebar pelimpah bendung maka tembok sayap hulu perlu diperpenjang dengan tembok pengarah arus yang panjangnya diambil minimum sesuai dengan RSNI T-04-2002:

2 x Lpu

vii. panjang tembok sayap hilir (Lsi) : - kemiringan tembok diambil 1 : 1

- panjang tembok dihitung dari ujung hilir lantai peredam energi diambil sesuai dengan RSNI T-04-2002 :

viii. jika tinggi tembok sayap lebih dari 4,0 m maka perlu dibuat bertangga dengan : Lsi = panjang tembok sayap hilir dari ujung hilir lantai peredam energi ke hilir, meter

Lsu = panjang tembok sayap hulu, meter

Lpu = panjang tembok pangkal hulu bendung dari sumbu mercu bendung ke hulu, meter

Ls = panjang labtai peredam energi, meter (q) lantai hulu dan hilir

Dimensi bangunan pelengkap ini dtentukan dengan memperhatikan permeabilitas tanah, kemungkinan degradasi dasar sungai dan penggerusan setempat di hilir bangunan, dan kebutuhan pengurangan daya angkat air. Hal itu dilakukan agar tidak meliebihi kekuatan dan stabilitas bangunan.

(r) rip-rap

Lengkapi bangunan dengan rip-rap yang berfungsi sebagai pelindung bangunan terhadap bahaya penggerusan, dengan kriteria :

i. ditempatkan di bagian hilir ambang akhir sepanjang tembok sayap hilir;

ii. material rip-rap berupa bongkahan batu dengan kriteria bulat, padat, keras dengan berat jenis batu 2,4 t/m3;

iii. material rip-rap berupa blok beton dengan 1,0 x 1,0 x 1,0 m dan 0,5 x 0,5 x 0,5 m; iv. kedalaman penanaman sekitar 2,0 m pada bagian hilir ambang dan 1,5 m

pada bagian kaki tembok sayap hilir (s) kantong lumpur

Lengkapi bangunan dengan kantong lumpur mengacu pada KP-04 SK DJ Pengairan No. 185/KPTSA/A/1986 dengan memperhatikan :

i. berada di hilir intake dengan bentuk dan ukuran sesuai dengan kondisi material sedimen;

ii. kemiringan sungai harus cukup curam;

iii. Kecepatan aliran dalam kantong lumpur bersifat sub kritis, sehingga partikel yang telah mengendap tidak menghambur lagi;

iv. Kecepatan aliran tidak boleh kurang dari 0,30 m/dt;

v. Panjang kantong lumpur biasanya berkisar antara 200 m untuk bahan sedimen kasar sedangkan 500 m untuk partikel-partikel yang halus

(t) papan duga muka air

Lengkapi bangunan dengan papan duga muka air mengacu pada KP-04 SK DJ Pengairan No. 185/KPTSA/A/1986 dengan ketentuan :

i. papan duga dipasang dengan ketinggian nol pada mercu bendung atau pada elevasi yang tepat sesuai dengan ketinggian titk nol yang dipakai

ii. papan duga terbuat dari plat baja yang dilapisi bahan logam enamel

iii. warna yang digunakan adalah putih untuk alas dan biru untuk huruf dan angka (u) jembatan inspeksi

i. jembatan lalu lintas orang, pilar-pilarnya ditempatkan di mercu bendung atau sedikit di hulu bendung;

ii. embatan lalu lintas kendaraan, pilar-pilarnya ditempatkan di hulu bendung;

Gambar B.8 Denah bangunan bendung tetap

Gambar B.10 Tipikal bangunan penahan batu

Gambar B.11 Tipikal bangunan peredam energi tipe ganda

5.4. Bendung Pelimpah Tipe Gergaji