Bendung Pelimpah Tipe Gergaji 1. Pertimbangan Perencanaan

BAB IV 4. Bendung Tyrol

5.4. Bendung Pelimpah Tipe Gergaji 1. Pertimbangan Perencanaan

Dalam rencana penerapan bangunan bendung dengan pelimpah tipe gergaji hendaknya dilakukan evaluasi perbandingan dengan kemungkinan penerapan bendung tipe lain, seperti bendung tetap dengan pelimpah biasa, bendung karet, atau bendung gerak sesuai Pd T-01-2004-A

5.4.2. Persyaratan Perencanaan

Bendung pelimpah tipe gergaji harus didesain berdasarkan Pd T-01-2004-A, dengan memperhatikan persyaratan berikut :

 Lokasi, tinggi mercu, debit banjir rencana dan stabilitas perlu didesain dengan mengacu pada acuan normatif;

 Bendung dengan pelimpah tipe gergaji kurang sesuai untuk dibangun pada sungai dengan angkutan material dasar sungai batu gelundung dan atau jika sungai tersebut membawa batang-batang pohon dalam jumlah yang tinggi sehingga diperkirakan akan menimbulkan masalah benturan yang dapat merusak bangunan dan tau tumpukan sampah yang dapat mengakibatkan penurunan kapasitas pelimpahan bendung;

 Struktur tubuh bendung tipe gergaji relatif ramping, berkaitan dengan hal ini maka stabilitas dan kekuatan bagian-bagian struktur serta penyaluran gaya ke pondasi bangunan perlu di analisis dengan cermat;

 Untuk memenuhi persyaratan kekuatan struktur, jari-jari mercu perlu diambil lebih besar atau sama dengan 0,10 m.

5.4.3. Persyaratan Kemanan Bangunan

Bangunan bendung dan bangunan pelengkap lainnya perlu didesain dengan memperhatikan kemanan bangunan ditinjau dari segi hidraulik, struktural, operasi dan pemeliharaan sesuai dengan SNI 03-1724-1989, yang meliputi :

(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. (2) Kemanan Struktural

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

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

(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 5.4.4. Desain Hidraulik

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

(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 minimum 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

(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 :

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

 debit desain sebesar debit alur penuh untuk bangunan peredam energi

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

(2) Penentuan Bentuk dan Dimensi (a) bentuk dan tata letak gigi

 pelimpah dengan bentuk dasar segitiga menghasilkan kapasitas pelimpahan terbesar. Namun demikian, dinding-dinding pelimpah bagian ujung hulu dan hilir pada bentuk

segitiga sangat dekat. Keadaan ini mengakibatkan pelimpah bentuk segitiga sangat peka terhadap efek muka air hilir dan mudah kehilangan aerasi akibat tumbukan aliran menyilang yang jatuh dari dinding-dinding pelimpah.

 pada pelimpah dengan bentuk dasar persegi panjang terjadi pengkonsentrasian aliran menuju pelimpah. keadaan ini menimbulkan depresi terhadap muka air di atas pelimpah dan mengakibatkan penurunan kapasitas pelimpah.

 bentuk dasar trapesium memberikan efektifitas pelimpahan yang terbaik. (b) pengaruh tinggi muka air hulu

i. pelimpah gergaji memberikan kinerja sangat baik untuk besaran

p h

rendah

ii. pada kondisi ^h_p tinggi, debit dan kecepatan aliran menuju pelimpahmenjadi besar sehingga akan terjadi kontraksi aliran. Keadaan inimengakibatkan sebagian besar pelimpah bekerja dengan tinggi tekanaliran yang lebih rendah daripada tinggi tekan aliran di sungai/saluran di hulu pelimpah.

iii. berkaitan dengan karakteristik ini, disarankan agar tinggi muka air hulu maksimum diambil pada domain ^h_p ≤ 0,5

(c) besar nilai pelipatan panjang pelimpah,

b

I_g

 secara umum dapat dikatakan bahwa nilai pelipatan kapasitas pelimpahan akan naik setara dengan pertambahan nilai

b

I_g

Namun demikian, untuk nilai

b

I_g

> 8 akan diperoleh keadaan pertambahan kapasitas pelimpahan yang tidak sebanding dengan tuntutan biaya yang diperlukan untuk memperpanjang pelimpah;

 untuk pelimpah dengan

b

I_g

= 8, pelipatan kapasitas pelimpahan sangat peka terhadap kenaikan muka air hulu. Pelipatan kapasitas pelimpahan turun dengan tajam untuk harga ^h_p ≥ 0,2;

 jika dalam desain bendung gergaji dapat dilakukan pembatasan muka air hulu hingga

p h

maksimum = 0,5, disarankan agar nilai pelipatan panjang pelimpah bendungan tipe gergaji diambil dalam domain,

b

I_g

≤ 4

 jika tinggi muka air hulu dapat dibatasi hingga ^h_p ≤ 0,25, maka nilai pelipatan panjang pelimpah dapat diambil hingga

b

I_g

(d) besar sudut antara dinding sisi dan arah aliran, α

 kapasitas pelimpah akan naik seiring dengan peningkatan sudut α

 untuk mengoptimalkan karakteristik ini, disarankan agar dipilih bentuk gigi trapesium dengan besar sudut α= 0,75 αmaks, dengan αmaks adalah besar sudut segi tiga terbesar yang dapat dicapai untuk menghasilkan harga pelipatan panjang pelimpah tertentu

(e) aerasi dan muka air hilir

 tanpa aerasi yang baik, kapasitas pelimpah bendung gergaji kana menurun. aerasi dapat dilaukan dengan memasang pipa pemasik udara di bagian hilir mercu

 penerapan bendung dan pelimpah gergaji pada kondisi aliran tidak sempurna perlu dihindar

(f) bentuk mercu pelimpah

 bentuk mercu pelimpah sangat berpengaruh terhadap kapasitas pelimpahan.

 bentuk mercu setengah lingkaran mempunyai koefisien pelimpahan (c), yang lebih besar daripada koefisien pelimpahan mercu dengan bentuk tajam (c).

 jika kapasitas pelimpahan suatu bendung atau pelimpah bendungan tipe gergaji dengan besar pelipatan panjang mercu

b

I_g

dan nilai koefisien pelimpahan ct adalah sebesar Qt, kapasitas pelimpahan bendung gergaji dengan

b

I_g

yang sama tetapi dengan koefisien pelimpahan c adalah Qg = ct/c x Qt

(g) bangunan pengambilan tunggal

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

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

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

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

(h) bangunan pengambilan ganda (bendung pelimpah biasa)

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

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

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

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

 ditentukan datar dengan ketinggian sama dan 0,5 m di atas plat undersluice;

 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; (j) pilar bangunan pengambilan

Dibangun jika lebar intake lebih dari 1,0 m dengan kriteria sesuai dengan Pd T-xx-200x-A : Tata Cara Desain Hidraulik Bendung Tetap :

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 (k) bangunan pembilas

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

 lebar pembilas total 1/6 – 1/10 dari lebar bendung;  bangunan dilengkapi dengan pilar-pilar dan pintu;

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

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

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

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

 lebar pintu pembilas maksimum 2,5 m (operasi manual). (l) pembilas undersluice

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

 bangunan pintu pembilas diletakkan segaris dengan sumbu bendung;  mulut undersluice mengarah ke hulu;

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

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

 bentuk lantai datar

(m) pembilas shunt undersluice

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

 dibangun jika material angkutan sungai masih dimungkinkan batu gelundung;  mulut undersluice mengarah ke samping;

 tinggi lubang minimum 1,0 m;

 lebar lubang disesuaikan dengan lebar intake dan pembilas;  tembok pangkal bagian hulu segaris dengan bagian luar pembilas;

 bagian hulu dilengkapi dengan bangunan boulder screen dan dinding banjir (n) tembok baya-baya;

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

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

 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

(o) bangunan penahan batu;

Lengkapi bangunan intake dengan bangunan penahan batu dimana penempatan dan komponen bangunan sesuai dengan Pd T-xx-200x-A : Tata Cara Desain Hidraulik Bendung Tetap adalah sebagai berikut :

 ditempatkan di hulu intake/undersluice;

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

 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;

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

(p) peredam energi :

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

 debit desain untuk bangunan peredam energi;  tinggi terjunan;

 penggerusan setempat;  degradasi sungai setempat Pemilihan tipe peredam energi :  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.

 tipe cekung

kriteria desain lantai bangunan pembilas shunt undersluice sesuai dengan Pd T-xx-200x-A : Tata Cara Desain Hidraulik Bendung Tetap, 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

(q) tembok pangkal

Tentukan bentuk dan ukuran tembok pangkal dengan cara :

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

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

 bentuk tembok pangkal dapat dibuat tegak atau miring;

 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

 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

(r) tembok sayap hulu dan hilir

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

 geometri sungai di hilir dan sekitarnya;

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

 stabilitas tebing

 tinggi muka air hilir pada debit desain ditambah dengan tinggi jagaan;  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 pangkal bendung atau palung 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

 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 :

Ls ≤ Lsi ≤ 1,5 Ls

 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 (s) 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.

(t) rip-rap

Lengkapi bangunan dengan rip-rap yang berfungsi sebagai pelindung bangunan terhadap bahaya penggerusan sesuai dengan Pd T-xx-200x-A : Tata Cara Desain Hidraulik Bendung Tetap, dengan kriteria :

 ditempatkan di bagian hilir ambang akhir sepanjang tembok sayap hilir;

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

 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;  kedalaman penanaman sekitar 2,0 m pada bagian hilir ambang dan 1,5 m pada bagian

kaki tembok sayap hilir (u) kantong lumpur

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

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

 kemiringan sungai harus cukup curam;

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

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

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

 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 :

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

 papan duga terbuat dari plat baja yang dilapisi bahan logam enamel

5.5. Bendung Gerak dengan Pintu