(tail race)
Berdasarkan kondisi topografi yang ada pada lokasi sistem PLTMH, beberapa pertimbangan pemilihan lokasi pipa pesat
antara lain adalah :
a. Topografi yang dilewati memiliki tingkat kemiringan yang memenuhi
persyaratan dimana pipa pesat harus berada di bawah garis
kemiringan energi , seperti digambarkan berikut.
b. Stabilitas tanah dari daerah yang dilewati.
c. Pemanfaatan jalan eksisting untuk mempermudah konstruksi dan
perawatan.
(penstock pipe)
trase (energy line)
Setelah dipilih beberapa alternatif lokasi bangunan sipil sebagai suatu komponen sistem PLTMH, perlu memahami beberapa prinsip dasar struktur konstruksi bangunan sipil untuk membantu perancangan dan perkiraan kebutuhan biaya. Banyak kendala dan hambatan pembangunan PLTMH karena biaya pembangunan bangunan sipil. Bab ini menjelaskan bagaimana prinsip struktur konstruksi bangunan sipil yang layak sehingga dapat dipilih rancangan yang sesuai, berkualitas dengan biaya yang terjangkau.
Ketentuan umum dalam konstruksi bangunan sipil pembangunan sistem PLTMH adalah :
a. Konstruksi sipil untuk bangunan seperti bendung, bangunan ,
saluran pembawa, bak pengendap dan bak penenang harus selalu mempertimbangkan kekuatan tanah pondasi.
b. Penggalian tanah harus dilakukan secara hati-hati. Tanah galian
ditempatkan pada sisi yang stabil atau diberikan penahan dari kayu. Kedalaman maksimal galian tanpa penahan dinding adalah 1,3 m.
c. Pengurukan kembali harus dilakukan selapis demi selapis dan
ketebalan tiap lapisan tidak boleh melebihi 15 cm. Pemampatan tanah pada sisi dekat pipa harus dilakukan dengan hati-hati. Batuan dengan ukuran kecil hanya boleh dilakukan di ujung urugan. Tidak boleh ada batuan di dekat urugan pipa.
d. Ketebalan pasangan batu tanpa pembebebanan minimum dari 20
cm, ketebalan pasangan batu untuk penahan tanah minimum dari 50
cm, dihitung berdasarkan kekuatan dinding ketebalan penahan tanah dan dilpilih ukuran yang paling besar.
e. Diameter besi beton biasa tidak boleh kurang dari 15 cm dan
ketebalan beton bertulang tidak boleh kurang dari 10 cm. Ketebalan dinding disesuaikan dengan beban yang ditahan.
f. Adukan semen untuk bagian yang terkena air disarankan 1 bagian
semen dan 4 bagian pasir. Apabila tidak bersentuhan dengan air maka 1 bagian semen dan 6 bagian pasir.
g. Beton untuk bangunan struktur, misalnya beton bertulang, lebih baik
menggunakan campuran 1 bagian semen, 2 bagian pasir dan 3 bagian kerikil. Beton lain dipakai perbandingan 1:3:5.
h. Beton bertulang paling tidak menggunakan tulangan dengan ukuran
minimal 8 mm dan jarak antar tulangan maksimal 200 mm.
i. Apabila terdapat jembatan air dengan pipa yang terbuat dari
maka harus dilengkapi dengan dan pipa harus
dilakukan pengecatan serta perlindungan terhadap karat.
j. harus bisa dilepas dari bangunan sipil untuk
mempermudah akses perbaikan.
k. dari bahan besi tidak boleh dipendam di dalam tanah,
harus terdapat jarak minimal 30 cm antara tanah dengan pipa
. dari bahan PVC atau HDPE sebaiknya
dipendam di dalam tanah dengan kedalaman minimal 60 cm dari sisi
atas Apabila tidak memungkinkan dipendam maka
pipa dari bahan PVC atau HDPE harus ditutup atau dibungkus dengan baik sehingga tidak terekspos sinar matahari.
l. Jika dipergunakan pipa PVC untuk maka minimal
mild steel expantion joint
Trash rack
Penstock pipe
penstock Penstock pipe
penstock pipe.
memiliki spesifikasi tekanan kerja sebesar 12 kg/cm2 untuk kapasitas PLTMH maksimal 5 kW. Kapasitas lebih besar maka harus disesuaikan
dengan debit dan .
m. Sambungan dari bahan selain menggunakan
metoda yang biasa dilakukan untuk bahan tersebut. Penyambungan pipa untuk HDPE atau PVC disarankan menggunakan sambungan
atau .
n. atau harus dibangun sehingga tidak
tergelincir. harus mampu menyalurkan gaya lateral dan
longitudinal ke tanah. Kedalaman pondasi minimal adalah
50 cm di bawah permukaan tanah, bisa dibuat dari pasangan batu
atau beton bertulang. dibuat dari beton bertulang.
harus dilengkapi dengan yang memberikan
kebebasan bagi untuk memuai atau sebaliknya. Setiap
dilengkapi dengan pada bagian
di bawahnya.
o. harus memiliki :
- Pintu yang cukup lebar untuk memasukkan peralatan, termasuk
turbin dan kubikel . Pintu tersebut harus bisa dikunci dan
material pintu bisa terbuat dari kayu atau besi.
- Jendela yang memberikan cahaya alami dan ventilasi udara yang
cukup ke dalam ruangan. Rangka jendela bisa terbuat dari kayu atau aluminum.
- Saluran pembuangan air baik di dalam maupun di sekitar
dan saluran harus diarahkan ke saluran air alami.
- Ventilasi yang cukup sehingga udara panas dari proses mesin
head
penstock pipe mild steel
flange bell spigot
Penstock support anchor block
Anchor block penstock
Anchor block
Penstock support saddle
penstock pipe
anchor block expansion joint penstock
pipe
Powerhouse
control
(tail race) powerhouse
turbin bisa dikeluarkan dari ruangan. Ventilasi harus mampu menjaga supaya serangga tidak masuk ke ruangan.
- Atap yang tidak mudah bocor dan tidak menggunakan atap yang
terbuat dari bahan alami seperti ijuk atau rumbia.
- Almari penyimpanan alat kerja dan catatan operator.
Almari bisa terbuat dari kayu maupun besi.
p. Konstruksi sebaiknya mengindahkan ruang istirahat bagi
operator. Lantai khususnya pada bagian
turbin dan generator harus terbuat dari beton bertulang. Ketebalan lantai pada bagian tersebut disesuaikan dengan besar turbin dan minimal ketebalan adalah 200 mm.
q. pemanas udara ditempatkan pada lokasi yang terlindung dari
akses yang tidak berkepentingan/bertanggung jawab dan mendapat ventilasi baik.
r. Penerangan harus diberikan di lokasi intake, sepanjang saluran
dengan jarak 30 m tiap titik lampu, di , sepanjang
dengan jarak 30 m tiap titik lampu, teras dan
ruangan kerja Penerangan luar harus terlindung dari
perubahan cuaca.
Beberapa tipe dasar yang dapat dipertimbangkan dan
disesuaikan dengan kondisi hidrologis dan morfologi sungai digambarkan pada Tabel 2. (log book) powerhouse powerhouse, baseframe Ballast forebay penstock pipe powerhouse powerhouse. intake weir
No Tipe Garis Besar Gambar Kondisi Aplikasi
1 Bendung
Gravitasi
Pondasi Lapisan batu
Kondisi Sungai
Tidak dipengaruhi oleh kemiringan, keluaran air atau tingkat beban sedimen
Konstruksi bendung dengan beton, pasangan batu atau kombinasi digunakan konstruksi bangunan secara keseluruhan atau kombinasi.
Kondisi Intake Relatif efisien
2 Bendung
Gravitasi
Pondasi Secara prinsip
berupa kerikil Kondisi
Sungai
Tidak dipengaruhi oleh kemiringan, keluaran air atau tingkat beban sedimen Konstruksi bendung dengan beton,
pasangan batu atau kombinasi digunakan konstruksi bangunan secara keseluruhan atau kombinasi. Konstruksi ini mempunyai dimensi yang diperpanjang pada kolam olaknya untuk tujuan memperkuat stabilitas pondasi
Kondisi Intake Relatif efisien
3 Bendungan
Urugan
Tanah1)
Pondasi Bervariasi dari
tanah (earth) sampai lapisan batu
Kondisi Sungai
Aliran yang tidak deras dan mudah diatasi bila terjadi banjir
Material tanah digunakan untuk bahan utama dan penggunaan dari batu kosong dan dinding utama tergantung dari kondisi jika diperlukan.
Kondisi Intake Efisiensi intake yang baik dikarenakan konstruksi yang baik jika dikerjakan dengan hati–hati
Tabel 2. Tipe Konstruksi Bendung dan Bendungan
Catatan 1) Bangunan ini untuk ketentuan PLTMH berupa bendungan ukuran kecil dimana umumnya disebut dengan embung dimana ketinggiannya konstruksi adalah : - kurang dari 15 m untuk konstruksi material tanah dan atau batu.
4 Bendungan Urugan Batu1)
Pondasi Bervariasi dengan berbagai jenis tanah (earth) sampai lapisan batu Kondisi Sungai Sungai dimana bendungan tanah berpotensi rusak atau hanyut jika ada aliran banjir normal Kerikil digunakan sebagai bahan
utama dari bangunannya. Penggunaan dari dinding u tama tergantung dari kondisi jika diperlukan.
Kondisi Intake Keterbatasan penggunaan sungai karena efisiensi intake yang rendah 5 Bendungan Pasangan Batu1) Pondasi Kondisi Sungai
Pengisian ruang dengan batu kali, kerikil dan semen.
Kondisi Intake
Operasi sedimen tingkat beban keluaran air atau oleh kemiringan, tidak dipengaruhi batu sampai lapisan tanah berbagai jenis yang efisien (earth) intake 6 Bendung Batu Bronjong2)
Pondasi Berbagai jenis tanah (earth) sampai lapisan batu
Kondisi tanah Sungai dimana konstruksi urugan batu bisa hanyut dengan aliran air normal
Batu belah dibungkus dengan jaring logam untuk
menyempurnakan kesatuannya.
Kondisi Intake Umumnya intake berada pada posisi tikungan luar dari sungai Tabel 2. Tipe Konstruksi Bendung dan Bendungan (Lanjutan)
Catatan 1) Bangunan ini untuk ketentuan PLTMH berupa bendungan ukuran kecil dimana umumnya disebut dengan embung dimana ketinggiannya konstruksi adalah : - kurang dari 15 m untuk konstruksi material tanah dan atau batu.
- kurang dari 10 m untuk konstruksi beton dan atau pasangan batu.
2) Bahan material bronjong (gabion) mengikuti ketentuan Spesifikasi Bronjong Kawat SKSNI 03–0090–1999. Deskripsi rinci dapat dilihat di Lampiran.
7 Bendung Batu Bronjong diperkuat Lapisan Beton2)
Pondasi berbagai jenis tanah sampai lapisan batu Kondisi Sungai Sungai dimana jaring logam dapat mengalami kerusakan jika aliran sungai terlalu deras Penguatan permukaan batu
bronjong dengan beton.
Kondisi Intake Dapat diterapkan jika efisiensi intake yang tinggi diperlukan
Kondisi yang perlu dipertimbangkan untuk perencanaan bendung dan bendungan adalah :
a. Kondisi Lokasi
Penentuan ketinggian bendung dan bendungan mempertimbangkan kondisi topografi dan geologi pada lokasi konstruksi. Pemeriksaan yang teliti terutama dibutuhkan pada sebuah lokasi dimana perhitungan biaya konstruksi memiliki proporsi yang besar dari total biaya konstruksi PLTMH.
b. Kemungkinan Perubahan Dasar Sungai
Berbeda dengan konstruksi bendungan yang umumnya berupa bendungan kecil (embung), konstruksi bendungan kecil (embung) ini memerlukan kajian lebih mendalam dengan mengikuti ketentuan dalam beberapa referensi.
Khusus pada lokasi yang akan direncanakan dengan konstruksi bendung, maka perlu kajian hidrolis pada bagian hilir sungai.
Tabel 2. Tipe Konstruksi Bendung dan Bendungan (Lanjutan)
Catatan 2) Bahan material bronjong (gabion) mengikuti ketentuan Spesifikasi Bronjong Kawat SKSNI 03–0090–1999. Deskripsi rinci dapat dilihat di Lampiran.
Ketinggian bendung untuk pembangkit listrik skala kecil pada umumnya rendah, ada perhatian bahwa fungsi normalnya dapat terganggu dengan perubahan dasar sungai di bagian hilir. Perubahan dasar sungai harus diperkirakan menentukan ketinggian bendung jika lokasi yang direncanakan terdapat pada kasus berikut ini :
- Kemiringan sungai tidak terlalu curam dengan tingkat perubahan/pergerakan sedimen yang cukup tinggi.
- Keberadaan dari lokasi yang rusak di bagian hilir cenderung akan
berlanjut di kemudian hari berupa (penggerusan tebing
dan dasar sungai).
- Keberadaan bagian sempit di daerah hilir yang akan menghalangi
jalannya aliran sedimen dan atau sampah.
Perencanaan lengkap tentang bangunan air, baik bendung maupun bendungan kecil (embung), menggunakan referensi
a. Perencanaan bendung menggunakan Standar Perencanaan – Buku
Kriteria Perencanaan 2 Bagian Bangunan Utama (Ditjen. Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum, 1986).
b. Perencanaan Embung Kecil Untuk Daerah Semi Kering di Indonesia
(Ibnu Kasiro, Ditjen. Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum, 1995).
c. Panduan Perencanaan Bendungan Urugan (Direktorat Bina Teknik,
Ditjen. Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum, 1999).
d. Pedoman Perencanaan Bendungan Bangunan Sipil (SKSNI
03–1731–1989).
e. Pedoman Perencanaan Hidrologi dan Hidrolika Bangunan Sungai
(SKSNI 03–1724–1989).
f. Pedoman Keamanan Desain Bendung (SKSNI 03–2401–1991).
Desain bangunan pengambilan pada pembangkit tenaga air skala
kecil perlu kehati-hatian karena saluran air yang digunakan cenderung
merupakan saluran terbuka dan hal penting direncanakan untuk
menghindari volume aliran air yang dapat merusaknya. Beberapa metode menganjurkan mengontrol aliran pada saat banjir tidak menggunakan pintu dan sebagainya.
Secara garis besar dalam mendesain mempertimbangkan hal
sebagai berikut :
a. harus diletakkan pada sudut yang tepat menghadap arah aliran
sungai dan kecepatan aliran air pada saat banjir diminimalkan.
b. Perlu bagi mempunyai keran penutup dari pada sebuah keran
terbuka sehingga dapat mengontrol tekanan ketika terjadi
kenaikan level air sungai.
c. Saat terjadi banjir dimana debit air melebihi desain volume ,
maka kapasitas saluran pelimpah pada bak pengendap atau titik permulaan dari saluran air harus cukup besar.
Desain bangunan ini mengikuti ketentuan sebagai berikut.
a. Bak pengendap harus mampu mengendapkan material sedimen
seperti tanah, pasir dan bebatuan.
b. Aliran air harus tidak menimbulkan olakan di dalam bak
pengendap sehingga material sedimen bisa dengan mudah diendapkan. 3.2. Bangunan Pengambilan 3.3. Bak Pengendap (Intake) (Settling Basin) (intake) intake intake Intake intake intake intake (turbulen)
c. Bak pengendap harus dibuat dari konstruksi yang kuat menahan beban hidrostastis seperti beton bertulang, pasangan batu dengan campuran 1:2 (1 semen dan 2 pasir) atau komposit.
d. Mekanisme pembuangan endapan harus ada dan dapat berupa pintu air atau jenis lain. Jika debit aliran yang digunakan pembangkit adalah mata air yang tidak membawa material sedimen, maka bak pengendap tidak diperlukan.
e. Apabila kualitas air untuk pembangkit dinilai buruk dan banyak
membawa material sedimen, maka setelah bangunan harus
dilengkapi dengan bak pengendap.
f. Kemiringan lantai bak pengendap setidaknya 1:20 untuk lateral
atau 1:10 untuk intake tipe
g. Bentuk bak harus sedemikian rupa sehingga endapan terkumpul di
ujung bak dan mendekati sistem pembuang atau pintu penguras. h. Kapasitas pintu penguras harus cukup besar sehingga air di bak
pengendap tetap bisa terbuang sementara tetap terbuka penuh
untuk memasukkan air penguras.
I. yang direncanakan berhubungan dengan bak pengendap
sebaiknya ada di sepanjang bak di sisi sungai sehingga luapan air dapat langsung terbuang ke sungai.
Saluran pembawa untuk suatu PLTMH dapat merupakan atau memiliki tipe saluran terbuka dan saluran tertutup. Saluran pembawa air, kecuali
dan , harus mampu menampung debit air 10% lebih
besar dari debit rancangan. Hal ini ditujukan agar pada saat operasi
intake
intake drop (river bed intake).
intake
Spillway
penstock pipe tail race