PERENCANAAN EMBUNG PUSPORENGGO KABUPATEN BOYOLALI, JAWA TENGAH (Design of Pusporenggo Small Dam Boyolali Regency, Central Java) - Diponegoro University | Institutional Repository (UNDIP-IR)

(1)

1 6 2

BAB V

PERENCANAAN KONSTRUKSI

5.1 Tinjauan Umum

Embung Pusporenggo berfungsi menampung air yang nantinya akan digunakan untuk keperluan irigasi dan memenuhi kebutuhan air baku untuk masyarakat. Dalam perencanaan ini dibatasi pada perancangan tubuh embung, analisis stabilitas, dan bangunan pelengkap yang meliputi bangunan pelimpah dan

bangunan pengelak.

5.2 Dimensi Embung

Perhitungan dimensi embung meliputi penentuan kemiringan lereng, tinggi, dan lebar puncak embung.

5.2.1 Kemiringan Lereng Urugan ( Slope Gradient )

Kemiringan lereng ditentukan sedemikian rupa agar stabil terhadap longsoran. Karena tubuh embung direncanakan menggunakan urugan homogen

maka diperoleh kemiringan lereng (vertikal : horisontal) sebelah hulu 1 : 3 dan sebelah hilir 1: 2,25 ( Tabel 2.20).

5.2.2 Tinggi Puncak Embung

Tinggi puncak embung merupakan hasil penjumlahan antara tinggi

embung dengan tinggi jagaan. Berdasarkan hasil perhitungan flood routing

didapat elevasi muka air normal (MAN) adalah + 461,930 m, elevasi muka air banjir (MAB) yang terjadi + 462,950 m Sedangkan elevasi. dasar kolam +

(2)

BAB V PEREN CAN AAN KON STRU KSI

Gambar 5.1 Tinggi Embung

Tinggi jagaan adalah jarak bebas antara mercu embung dengan permukaan air maksimum rencana. Tinggi jagaan dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.93 dan Persamaan 2.94 pada Bab II sebagai berikut :

Hf ≥∆h + (hw atau

Tinggi jagaan dipengaruhi oleh beberapa faktor anatra lain :

1. Tinggi kenaikan permukaan air yang disebabkan oleh banjir abnormal (∆h)

dihitung berdasarkan Persamaan 2.95 Bab II sebagai berikut :

T

Untuk perhitungan digunakan data sebagai berikut :

(3)

1 6 4

2. Tinggi jangkauan ombak yang disebabkan oleh angin (hw)

Tinggi jangkauan ombak yang disebabkan oleh angin sangat dipengaruhi oleh panjangnya lintasan ombak (F) dan kecepatan angin di atas permukaan air

embung. Panjang lintasan ombak yang dipakai adalah Feff sebesar 410m (Gambar

5.2). Sedangkan kecepatan angin (maksimal) di atas permukaan air embung diambil dari data di stasiun Ngemplak Boyolali yaitu 20 m/dtk. Perhitungan tinggi

ombak (hw) ini menggunakan grafik Metode SMB yang dikombinasikan dengan

Metode Saville. Dengan kemiringan hulu 1:3 tinggi jangkauan ombak (hw) yang

didapat adalah 0,39 m.

Gambar 5.2 Grafik Perhitungan Metode SMB (Sosrodarsono, 1989)

3. Tinggi ombak yang disebabkan oleh gempa (he)

Digunakan data-data pada tabel berikut :

Tabel 5.1 Koefisien Gempa (DHV Consultant, 1991)

Zone Koefisien (Z) Keterangan

A

B

C

D

E F

1,90-2,00

1,60-1,90

1,20-1,60

0,80-1,20

0,40-0,80

(4)

Tabel 5.2 Percepatan Dasar Gempa (DHV Consultant, 1991)

Periode Ulang (tahun) Percepatan dasar gempa (Ac) (cm/dt²)

10

20

50 100

200

500

1000

5000

10000

98,42

119,62

151,72 181,21

215,81

271,35

322,35

482,80

564,54

Tabel 5.3 Faktor Koreksi (DHV Consultant, 1991)

Tipe Batuan Faktor (V)

Rock Foundation

Diluvium (Rock Fill Dam)

Aluvium Soft Aluvium

0,9

1,0

1,1 1,2

Dari data pada tabel-tabel di atas, maka dapat ditentukan harga yang akan digunakan yaitu:

(1). Koefisien gempa (z) = 0,80

(2). Percepatan dasar gempa (Ac) = 215,81 cm/dt²

(3). Faktor koreksi (V) = 1,1

(4). Percepatan grafitasi ( g ) = 981 cm/dt²

(5)

1 6 6

(6)

Perhitungan intensitas seismis horisontal, dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

e =

Besarnya tinggi ombak yang diakibatkan oleh gempa (he) dihitung

menggunakan Persamaan 2.96 Bab II yaitu :

0

e = Intensitas seismis horizontal

τ = Siklus seismis ( 1 detik )

h0 = Kedalaman air di dalam waduk (m)

= elv.M.A.B – elv.dasar kolam

= +462,950 - (+450,000)

Jadi tinggi puncak ombak di atas permukaan air rata-rata 2

e

h

= 0,215 m.

4. Kenaikan permukaan air embung yang disebabkan oleh ketidaknormalan

operasi pintu bangunan (ha) diambil = 0,5 m (Sosrodarsono, 1989)

5. Angka tambahan tinggi jagaan yang didasarkan pada tipe embung (hi).

Mengingat limpasan melalui mercu embung urugan sangat riskan maka

untuk embung tipe ini angka tambahan tinggi jagaan (hi) ditentukan sebesar

(hi = 0.5 m).

(7)

1 6 8

Berdasarkan data perhitungan tersebut di atas di mana :

h

∆ 0,542 m

hw 0,390 m

2 e

h

0,215 m

ha 0,5 m

hi 0,5 m

Maka tinggi jagaan dapat ditentukan , yang hasilnya adalah sebagai berikut :

Hf = 0,390 + 0,215+ 0,5 + 0,5

= 1,605 m

Hf = 0,542 + 0,390 + 0,5 + 0,5

= 1,932 m

Hf = 0,542 + 0,215 + 0,5 + 0,5

= 1,757 m

Dari ketiga alternatif tinggi jagaan tersebut diambil tinggi jagaan 2 m.

Tinggi puncak Embung = tinggi embung + tinggi jagaan = 12,95 + 2 = 14,95 m. Jadi elevasi puncak embung = + 450,000 + 14,950 m, elevasi puncak

embung + 464,950 m..+465,000 m

465

460

455

450

MAB +462.95

+465.00

2.25 1.00 3.00

1.00

6.00

Tinggi Jagaan

(8)

Tinggi Jagaan Ah

hw he hQ

hi

Embung

+465.00

+462.95 MAB

Gambar 5.5 Komponen Tinggi Jagaan

5.2.3 Lebar Mercu Embung

Lebar mercu embung minimum dihitung berdasarkan Persamaan 2.98 Bab II sebagai berikut :

B = 3,6 H1/3 – 3,0 di mana :

H = Tinggi Embung ( 12,84 m ) Maka : B = 3,6 (12,84)1/3 – 3,0

= 5,359 m ≈ 6 m

Karena digunakan embung urugan tipe homogen, maka untuk memberikan rasa

aman terhadap kestabilan terhadap longsornya lapisan kedap air lebar embung diambil 6 m. Untuk lebih jelasnya mengenai lebar mercu embung dapat dilihat pada Gambar 5.6 di bawah ini.

465

460

455

450

MAB +462.95

+465.00

2.25 1.00 3.00

1.00

6.00

Lebar Mercu Embung

(9)

1 7 0

5.3 Perhitungan Stabilitas Tubuh Embung

5.3.1 Stabilitas Lereng Embung Terhadap Aliran Filtrasi

Stabilitas lereng embung terhadap rembesan ditinjau dengan cara sebagai berikut :

1. Formasi garis depresi tubuh bendung kondisi tanpa menggunakan chimney

diketahui :

h = 12,95 m (kondisi FSL) l1 = 38,49 m

l2 = 45,21 m

α = 24º

d = 0,333.l₁+l₂ = (0,333 x 38,49) + 45,21 = 58,03 m

Dengan Persamaan 2.102 maka :

d

Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan Persamaan 2.101 Bab II maka :

2

Dan diperoleh koordinat parabola sebagai berikut :

x -0.696 0 5 10 15 20 25 30

y 0 1.427 4,038 5,530 6,697 7,689 8,567 9,362

x 35 40 45 50 55 60 65 70

y 10,096 10,779 11,422 12,031 12,610 13,163 13,695 14,206

Untuk α kurang dari 300, harga

Berdasarkan Persamaan 2.103 Bab II maka dapat ditentukan nilai :

(10)

Sehingga didapat nilai :

a = 8,555 m6 jarak (A-Co)

∆a = 16,593– 8,555 = 8,038m 6jarak (C0-C)

Dari hasil perhitungan didapat garis depresi aliran yang keluar melalui lereng hilir embung sehingga tidak aman terhadap bangunan untuk itu perlu

(11)

1 7 2

1:3,00

1:2,2₅

+465,00

+ 450,00 +451.25

M.A.B

+462,95 B2 B

6.00

465

460

455

450

11,55

C1

A 1.43

0.69 Ao

16,5₉

38.49

58,03

45,21

(12)

2. Formasi garis depresi tubuh bendung kondisi dengan menggunakan drainase kaki

diketahui :

h = 12,95 m

l1 = 38,49 m

l2 = 39,39 m

α = 135º

d = 0,333.l₁+l₂ = (0,333 x 38,49) + 39,39 = 52,207 m

Dengan Persamaan 2.102 maka :

d

Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan Persamaan 2.101 Bab IImaka :

2

Dan diperoleh koordinat parabola sebagai berikut :

x -0.771 0 5 10 15 20 25 30

y 0 1.541 4.281 5,843 7,068 8,111 9,033 9,870

x 35 40 45 50 55 60 65 70

y 10,642 11,361 12,037 12,677 13,286 13,869 14,428 14,966

Untuk α = 1350, harga a = 2 1

( h2+d2 −d )

Berdasarkan Persamaan 2.104 Bab II maka dapat ditentukan nilai :

(13)

1 7 4

1:3,00

1:2,2₅

+465,00

+ 450,00 +451.25

M.A.B

+462,95 B2 B

38,49

6.00

52,21 39,39 465

460

455

450

11,55

(14)

3. Jaringan Trayektori aliran filtrasi (seepage flow-net) Kapasitas aliran filtrasi asumsi Kh = Kv

Dengan menggunakan Persamaan 2.104 Bab II, dihitung jaringan trayektori aliran sebagai berikut dan diilustrasikan pada Gambar 5.9.

L

Maka debit aliran filtrasi adalah sebagai berikut :

Q = 5 10 12,84 83,7

(15)

1 7 6

4. Tinjauan terhadap gejala sufosi dan sembulan

Kecepatan aliran keluar ke atas permukaan lereng hilir yang komponen vertikalnya dapat mengakibatkan terjadinya perpindahan butiran-butiran bahan embung, kecepatannya dibatasi dengan dihitung menggunakan Persamaan 2.105 Bab II sebagai berikut :

γ

g = Percepatan gravitasi = 9,81 m/dtk²

F = Luas permukaan yang menampung aliran filtrasi

= 2 m x 1 m = 2 m²(untuk per satuan meter panjang bidang)

Kecepatan rembesan yang terjadi pada embung dihitung menggunakan Persamaan

2.106 Bab II yaitu :

(16)

5.3.2 Stabilitas Lereng Embung Terhadap Longsor

Stabilitas lereng embung ditinjau dalam tiga keadaan, yaitu pada saat muka air embung mencapai elevasi penuh, embung baru selesai dibangun dan belum dialiri air, dan pada saat air embung mengalami penurunan mendadak (rapid draw down). Perhitungan menggunakan metode irisan bidang luncur bundar.

Data Teknis

Tinggi Puncak Embung = 15 m Elevasi Air Waduk = + 462,95 m (FSL)

Lebar Mercu Embung = 6 m Tinggi Air = 12,95 m

Kemiringan Hulu = 1 : 3 Kemiringan Hilir = 1 : 2,25

Tabel 5.4 Kondisi Perencanaan Teknis Material Urugan Sebagai Dasar Perhitungan

Zone tubuh

embung

Kekuatan Geser γ timbunan dalam beberapa kondisi Intensitas beban

seismis horisontal

C (t/m³) θ Basah Jenuh Air terendam

(γb) (γsat) (γw) (γsub=γsat-γw) (e)

Zone kedap air 20,46 19 1,8 2,11 1,000 1,11 0,12

Untuk perhitungan kestabilan terhadap longsor digunakan Persamaan 2.100 Bab II yaitu :

1. Pada saat embung baru dibangun belum dialiri air

Dalam kondisi ini, stabilitas lereng yang ditinjau adalah lereng sebelah hulu dan hilir. Tanah timbunan masih mengandung air pada saat proses pemadatan timbunan Hasil perhitungannya dapat dilihat pada Tabel 5.5 dan Tabel 5.6, Gambar 5.10 dan Gambar 5.11.

2. Pada saat air embung mencapai elevasi penuh

(17)

1 7 8

3. Saat embung mengalami penurunan air mendadak (rapid drawdown) Dalam kondisi ini stabilitas lereng yang ditinjau adalah lereng sebelah hulu. Tanah timbunan masih mengandung air yang sangat lambat merembes keluar dan

(18)

0

1:3,00

+465,00

11° 22°

32° 43°

65°

11°

22° 30°

1 2

3 4

9

5

1:3,00

1:2,25

+ 450 +46

11° 22°

32° 43°

11°

22° 30°

1 2

3 4

6 7

8 9

(19)

1 8 0

Tabel 5.5 Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur Pada Kondisi Embung Baru Selesai Dibangun Bagian Hulu

(

)

27.660 3.143 95 19 0.332

Irisan A (m^2) γ W (t.m) α α rad sin α cos α T = W * Te = N = W * e Ne = h γw u = sudut l U = U = tan θ (N-Ne-U)* C C.L sin α e*W cos α cos α e.W sin α h*γw pias u*l ul/cos α tan θ

1 4.177 1.800 7.518 -24.5 -0.428 -0.415 0.910 -3.119 0.821 6.840 0.12 -0.374 0.000 1.000 0.000 8.0 3.864 0.000 0.000 0.344 2.485

2 16.267 1.800 29.280 -16.5 -0.288 -0.284 0.959 -8.319 3.369 28.074 0.12 -0.998 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 10.015

3 23.245 1.800 41.841 -5.5 -0.096 -0.096 0.995 -4.012 4.998 41.649 0.12 -0.481 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 14.513

4 25.281 1.800 45.505 5.5 0.096 0.096 0.995 4.363 5.435 45.295 0.12 0.524 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 15.423

5 26.138 1.800 47.049 16.5 0.288 0.284 0.959 13.368 5.413 45.110 0.12 1.604 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 14.987

6 25.394 1.800 45.709 27.5 0.480 0.462 0.887 21.114 4.865 40.540 0.12 2.534 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 13.092

7 23.114 1.800 41.605 38.5 0.672 0.623 0.782 25.908 3.906 32.553 0.12 3.109 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 10.143

8 18.306 1.800 32.950 49.5 0.864 0.761 0.649 25.063 2.567 21.391 0.12 3.008 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 6.333

9 8.899 1.800 16.019 60.5 1.056 0.871 0.492 13.945 0.946 7.882 0.12 1.673 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 2.139

88.312 32.320 269.334 10.597 96 46.363 0.000 89.129

(20)

1:3,00

1:2,25

+ 450 +465,00

13° 26°

39° 52° 65°

13°

20°

1 2 3 4

5 6 7

0

(21)

1 8 2

Tabel 5.6 Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur Pada Kondisi Embung Baru Selesai Dibangun Bagian Hilir

(

)

24.000 3.143 86 19 0.332

Irisan A (m^2) γ W (t.m) α α rad sin α cos α T = W * Te = N = W* e Ne = h γw u = sudut l U = U = tan θ (N-Ne-U)* C C.L sin α e*W cos α cos α e.W sin α h*γw pias u*l ul/cos α tan θ

1 2.718 1.800 4.892 -14.5 -0.253 -0.250 0.968 -1.225 0.568 4.736 0.12 -0.147 0.000 1.000 0.000 7.0 2.933 0.000 0.000 0.344 1.682

2 17.816 1.800 32.068 -6.5 -0.113 -0.113 0.994 -3.632 3.823 31.862 0.12 -0.436 0.000 1.000 0.000 13.0 5.448 0.000 0.000 0.344 11.126

3 30.726 1.800 55.306 6.50 0.113 0.113 0.994 6.263 6.594 54.950 0.12 0.752 0.000 1.000 0.000 13.0 5.448 0.000 0.000 0.344 18.670

4 35.037 1.800 63.067 19.50 0.340 0.334 0.943 21.060 7.134 59.447 0.12 2.527 0.000 1.000 0.000 13.0 5.448 0.000 0.000 0.344 19.607

5 31.861 1.800 57.350 32.50 0.567 0.537 0.843 30.825 5.803 48.361 0.12 3.699 0.000 1.000 0.000 13.0 5.448 0.000 0.000 0.344 15.385

6 23.686 1.800 42.636 45.50 0.794 0.713 0.701 30.419 3.585 29.874 0.12 3.650 0.000 1.000 0.000 13.0 5.448 0.000 0.000 0.344 9.033

7 10.432 1.800 18.777 58.50 1.021 0.853 0.522 16.014 1.177 9.804 0.12 1.922 0.000 1.000 0.000 13.0 5.448 0.000 0.000 0.344 2.715

99.725 28.684 239.034 11.967 85 35.619 0.000 78.219 Jumlah

r π θ

(22)

1:3,00

1:2,25

+ 450 +465,00 M.A.B

+462,95

11° 22°

32° 43°

65°

11°

22° 30°

1 2

3 4

5 6

7 8

9 0

1:3,00

11° 22°

32° 43°

65°

11°

22° 30°

1 2

3 4

9

(23)

1 8 4

Tabel 5.7 Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur Pada Kondisi Air Penuh Bagian Hulu

(

)

27.660 3.143 95 19 0.332

Irisan A (m^2) γ W (t.m) α α rad sin α cos α T = W * Te = N = W* e Ne = h γw u = sudut l U = U = tan θ (N-Ne-U)* C C.L sin α e*W cos α cos α e.W sin α h*γw pias u*l ul/cos α tan θ

60.08 1.000 60.084 -24.5 -0.428 -0.415 0.910 -24.926 6.560 54.669 0.12 -2.991 0.000 1.000 0.000 8.0 3.864 0.000 0.000 0.344 19.863

4.18 2.110 8.812 -24.5 -0.428 -0.415 0.910 -3.656 0.962 8.018 0.12 -0.439 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 2.913

60.74 1.000 60.742 -16.5 -0.288 -0.284 0.959 -17.258 6.989 58.239 0.12 -2.071 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 20.775

16.27 2.11 34.323 -16.5 -0.288 -0.284 0.959 -9.752 3.949 32.908 0.12 -1.170 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 11.739

45.73 1.000 45.725 -5.5 -0.096 -0.096 0.995 -4.384 5.462 45.515 0.12 -0.526 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 15.860

23.25 2.11 49.047 -5.5 -0.096 -0.096 0.995 -4.703 5.859 48.821 0.12 -0.564 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 17.012

32.45 1.000 32.445 5.5 0.096 0.096 0.995 3.111 3.876 32.296 0.12 0.373 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 10.997

25.28 2.110 53.342 5.5 0.096 0.096 0.995 5.115 6.372 53.096 0.12 0.614 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 18.079

23.24 1.000 23.245 16.5 0.288 0.284 0.959 6.604 2.674 22.287 0.12 0.793 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 7.404

26.14 2.110 55.152 16.5 0.288 0.284 0.959 15.670 6.345 52.879 0.12 1.880 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 17.568

15.12 1.000 15.122 27.5 0.480 0.462 0.887 6.985 1.609 13.412 0.12 0.838 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 4.331

25.39 2.110 53.581 27.5 0.480 0.462 0.887 24.750 5.703 47.522 0.12 2.970 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 15.347

7.17 1.000 7.171 38.5 0.672 0.623 0.782 4.465 0.673 5.611 0.12 0.536 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 1.748

23.11 2.110 48.770 38.5 0.672 0.623 0.782 30.370 4.579 38.160 0.12 3.644 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 11.890

0.63 1.000 0.626 49.5 0.864 0.761 0.649 0.476 0.049 0.407 0.12 0.057 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 0.120

18.31 2.110 38.625 49.5 0.864 0.761 0.649 29.380 3.009 25.075 0.12 3.526 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 7.423

9 8.90 1.800 16.019 60.5 1.056 0.871 0.492 13.945 0.946 7.882 0.12 1.673 0.000 1.000 0.000 11.0 5.312 0.000 0.000 0.344 2.139

76.193 65.615 546.796 9.143 121 88.863 0.000 144.058

(24)

1:3,00

1:2,25

+ 450 +465,00

M.A.B +462,95

13° 26°

39° 52° 65°

13° 20°

1 2 3 4 5 6 7

0

(25)

1 8 6

Tabel 5.8 Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur Pada Kondisi Air Penuh Bagian Hilir

(

)

24,000 3,143 86 19 0,332

Irisan A (m^2) γ W (t.m) α α rad sin α cos α T = W * Te = N = W* e Ne = h γw u = sudut l U = U = tan θ(N-Ne-U)* C sin α e*W cos α cos α e.W sin α h*γw pias u*l ul/cos α tan θ

1 2,718 1,800 4,892 -14,5 -0,253 -0,250 0,968 -1,225 0,568 4,736 0,12 -0,147 0,00 1,00 0,00 7,0 2,933 0,00 0,00 0,344 1,682

2 17,816 1,800 32,068 -6,5 -0,113 -0,113 0,994 -3,632 3,823 31,862 0,12 -0,436 0,00 1,00 0,00 13,0 5,448 0,00 0,00 0,344 11,126

3 30,726 1,800 55,306 6,50 0,113 0,113 0,994 6,263 6,594 54,950 0,12 0,752 0,00 1,00 0,00 13,0 5,448 0,00 0,00 0,344 18,670

4 35,037 1,800 63,067 19,50 0,340 0,334 0,943 21,060 7,134 59,447 0,12 2,527 0,00 1,00 0,00 13,0 5,448 0,00 0,00 0,344 19,607

5 31,861 1,800 57,350 32,50 0,567 0,537 0,843 30,825 5,803 48,361 0,12 3,699 0,00 1,00 0,00 13,0 5,448 0,00 0,00 0,344 15,385

6 23,686 1,800 42,636 45,50 0,794 0,713 0,701 30,419 3,585 29,874 0,12 3,650 0,00 1,00 0,00 13,0 5,448 0,00 0,00 0,344 9,033

7 10,432 1,800 18,777 58,50 1,021 0,853 0,522 16,014 1,177 9,804 0,12 1,922 0,00 1,00 0,00 13,0 5,448 0,00 0,00 0,344 2,715

99,725 28,684 239,034 11,967 85 35,619 0,00 78,219

Jumlah

r π θ

(26)

1:3,00

1:2,25

+ 450 +465,00 M.A.B

+461,93

11°

22° 32°

43°

65°

11°

22°

30°

1 2

3 4

6 7

8 9 65°

0

5

Gambar 5.14 Stabilitas Lereng Embung Pada Kondisi Mengalami Penurunan Mendadak (rapid draw down)

(27)

1 8 8

24,000 3,143 86 19 0,332

Irisan A (m^2) γ W (t.m) α α rad sin α cos α T = W * Te = N = W* e Ne = h γw u = sudut l U = U = tan θ (N-Ne-U)* C C.L

68,6 61,5 512,3 8,2 121,0 71,2 0,0 107,4

(28)

Tabel 5.10 Rekapitulasi Stabilitas Embung Terhadap Longsor

Kondisi Angka Keamanan Syarat Keterangan

Hulu Hilir Hulu Hilir

Baru selesai di bangun 8,808 6,351 1,2 Aman Aman

Mencapai elevasi penuh 13,625 6,351 1,2 Aman Aman

Mengalami penurunan mendadak 12,032 - 1,2 Aman -

5.4 Material Konstruksi

5.4.1 Lapisan Kedap Air

Bahan yang dipakai untuk lapisan kedap air dapat berasal dari tanah dan

tanah liat (clay), baik tanpa campuran maupun dicampur dengan pasir dengan

perbandingan tertentu berdasarkan hasil percobaan penimbunan (trial

embankment).

Tanah ataupun tanah liat yang dipakai sebagai bahan timbunan lapisan kedap air ini haruslah memenuhi persyaratan utama untuk bahan kedap air yaitu :

• Koefisien filtrasi serta kekuatan geser yang diinginkan.

• Tingkat deformasi yang rendah.

• Mudah pelaksanaan pemadatannya.

• Tidak mengandung zat-zat organis serta bahan mineral yang mudah terurai.

Lapisan kedap air harus mempunyai tingkat permeabilitas yang rendah, hal ini ditentukan oleh nilai koefisien filtrasinya. Sebagai standar koefisien filtrasi (k) bahan nilainya 1 x 10-5 cm/dtk. Hal ini bertujuan untuk mencegah terjadinya rembesan air melalui lapisan kedap air yang bersangkutan. Untuk

(29)

1 9 0

Gambar 5.15 Gradasi Bahan Kedap Air (Sosrodarsono, 1989)

5.4.2 Perlindungan Lereng

Lereng sebelah hulu dari Embung Pusporenggo dilindungi oleh lapisan

timbunan batu (rip-rap) setebal 0,4 m, yang bertujuan untuk melindungi lereng dari pengaruh kekuatan ombak dan aliran air. Kondisi batu untuk perlindungan lereng ini harus baik dan tidak mudah lapuk.

Perlindungan lereng bagian hulu ini dimulai dari batas tertinggi gerakan gelombang (mercu) sampai ke permukaan genangan terendah (LWL). Dalam

(30)

Penggunaan rip-rap sebagai lapisan pelindung mempunyai kelebihan, antara lain

- Dapat mengikuti penurunan tubuh embung.

- Mempunyai kemampuan reduksi hempasan ombak yang besar.

- Cukup stabil terhadap pengaruh-pengaruh fluktuasi permukaan air dan

gerakan ombak.

- Konstruksinya dapat dikerjakan secara mekanis.

Selain kelebihan-kelebihan seperti di atas, rip-rap juga mempunyai

kekurang-kekurangan, yaitu antara lain :

- Dibutuhkan banyak bahan batu.

- Memerlukan lapisan filter yang relatif tebal.

Tabel 5.11 Ukuran Batu dan Ketebalan Hamparan Rip-Rap (Sosrodarsono, 1989)

Tinggi Gelombang

(m)

Diameter rata2 batu hamparan pelindung (D 50 cm)

Ketebalan minimum hamparan batu

pelindung (cm)

Ketebalan minimum lapisan filter

(cm)

0,0 – 0,6 25 40 15

0,6 – 1,2 30 45 15

1,2 – 1,8 38 60 23

1,8 – 2,4 45 75 23

2,4 – 3,0 52 90 30

5.5 Perencanaan Bangunan Pelimpah

Bangunan pelimpah atau spillway adalah bangunan yang berfungsi

untuk mengalirkan air banjir yang masuk ke dalam embung, sehingga air banjir

tersebut tidak merusak tubuh embung. Dalam perencanaan Embung Pusporenggo ini, bangunan pelimpah yang akan direncanakan adalah bangunan pelimpah terbuka dengan ambang tetap (lihat Gambar 5.16). Bangunan pelimpah tipe ini, biasanya terdiri dari empat bagian utama yaitu:

1. Saluran pangarah aliran

2. Saluran pengatur aliran

3. Saluran peluncur

(31)

1 9 2

SALURAN PELUNCUR SALURAN TEROMPET

PEREDAM ENERGI

PASANGAN BATU

LANTAI KERJA

SAL. TRANSISI SPILLWAY

PASANGAN BATU BELAH

6.20 m 2.00 m

33.83 m 20.00 m 15.00 m 12.00 m

SAL. PENGATUR SAL. PENGARAH

SAL. PELUNCUR

6.20 35.83 35.00 12.00

Gambar 5.16 Skema Bangunan Pelimpah

5.5.1 Saluran Pengarah Aliran

Saluran pengarah aliran dimaksudkan agar aliran air senantiasa dalam

kodisi hidrolika yang baik dengan mengatur kecepatan alirannya tidak melebihi 4 m/dtk dengan lebar semakin mengecil ke arah hilir. Apabila kecepatan aliran melebihi 4 m/dtk, maka aliran akan bersifat helisoidal dan kapasitas alirannya akan menurun. Disamping itu aliran helisoidal tersebut akan mengakibatkan peningkatan beban hidrodinamis pada bangunan pelimpah tersebut. Saluran

pengarah aliran pada bangunan pelimpah dapat dilihat pada Gambar 5.17.

+ 460,94

+ 461,94

W = 1.00

Hd = 0.80

v

Saluran pengarah aliran

Ambang Pengatur debit

v < 4 m/det

(32)

Dari analisis data sebelumnya di mana didapat :

− Ketinggian air di atas mercu (H) = + 462,95 – +461,93 = 1,02 m

− Qoutyang melewati spillway (Q) = 62,674 m3/dtk

− Lebar ambang mercu embung (b) = 20 m

− Maka :

H

W .

5 1 ≥

02 , 1 5 1

× =

W = 0,20 m

W yang dipakai = 1,0 m > 0,18 m

5.5.2 Saluran Pengatur Aliran

5.5.2.1 Ambang Penyadap

Dipakai tipe bendung pelimpah dengan menggunakan metode yang dikembangkan oleh U.S.B.R. Dari analisis data sebelumnya, maka hasil perhitungannya adalah sebagai berikut :

Dari hasil flood routing didapatkan :

Q = Qout lewat spillway = 62,674 m3/dtk

L = Lebar mercu bendung = 20 m

He = Total tinggi tekanan air di atas mercu bendung = 1,02 m

+ 460,93

+ 462,95

+ 461,93

He = 1,02

W = 1.00 Hv = 0.20

Hd = 0.82

(33)

1 9 4

Tinggi tekanan kecepatan aliran di dalam saluran pengarah

−Asumsi (b) = 20 m

−Asumsi kedalaman saluran pengarah = 1,0 m

−Asumsi tinggi tekanan air total diukur dari dasar saluran pengarah:

H total = + 462,95 – + 460,93 = 2,02 m

−Tinggi air diatas mercu = + 462,95 – + 461,93 = 1,02 m.

−Misal kedalaman air dalam saluran = 0,8 m, maka kedalaman air dalam

saluran (Hd) = 0,80 + 1,02 = 1,82 m

Luas penampang basah di dalam saluran ini adalah : A = 1,82 m x 20 m = 36,4 m²

Kecepatan aliran :

4

Jadi tinggi kecepatan aliran :

(

)

Penampang bendung

Dipakai tipe bendung pelimpah dengan menggunakan metode yang

dikembangkan oleh Civil Engineering Department U.S. Army. Dasar - dasar yang

digunakan dalam metode ini adalah penentuan bentuk penampang lintang bendung dengan persamaan empiris, tetapi didukung oleh angka koefisien limpahan (C) yang diperoleh dari hasil eksperimen. Persamaan – persamaan yang digunakan untuk menghitung penampang lintang bendung dengan Metode

C.E.D.U.S. Army, terdiri dari 2 (dua) bagian sebagai berikut:

Penampang lintang sebelah hulu dapat diperoleh dengan persamaan sebagai berikut:

(34)

di mana :

Hd = tinggi muka air banjir di hulu pada saat banjir

Dari penjelasan di atas didapat lengkung mercu spillway bagian hulu sebagai berikut dan koordinat penampang memanjangnya dapat dilihat pada Gambar 5.19.

b = 0.282×0.82 = 0,231 m titik 0 ari koordinat (x,y)

R = 0,2 Hd = 0,164

Gambar 5.19 Koordinat Penampang Memanjang Ambang Pengatur Debit

Pada Bangunan Pelimpah

Rumus lengkung Harold

Y

Bagian yang lebih ke hilir dari lengkung diteruskan dengan rumus :

(35)

1 9 6

Tabel 5.12 Koordinat Penampang Ambang Bendung Pelimpah

Koordinat Lengkung Koordinat Setelah Lengkung Elevasi

Lengkung Elevasi Setelah Lengkung

x y x y

5.5.2.2 Bagian Transisi

Bentuk saluran transisi dapat dilihat pada Gambar 5.20 sebagai berikut :

b2= 5

(36)

0,1 = 83 , 33

∆H

∆H= 3,383

2.00

3.38

0.2 _38.83

Gambar 5.21 Penampang Melintang Saluran Pengatur

5.5.3 Saluran Peluncur

Saluran peluncur dalam perencanaan ini dibentuk sebagai berikut :

¾ Tampak atas lurus.

¾ Penampang melintang berbentuk segi empat.

¾ Kemiringan diatur sebagai berikut :

20 m tahap pertama dengan kemiringan = 0,25 dengan lebar saluran = 5 m, kemudian 15 m tahap kedua dengan kemiringan = 0,25 tetapi penampang melebar dari 5 m menjadi 10 m (lihat Gambar 5.22).

penampang lurus 4

1

penampang terompet

20 m 15 m

saluran peluncur

Gambar 5.22 Penampang Memanjang Saluran Peluncur

(37)

1 9 8

kecepatan tinggi, sedikit demi sedikit dapat dikurangi akibat melebarnya aliran dan aliran tersebut menjadi semakin stabil (lihat Gambar 5.23).

Gambar 5.23 Bagian Berbentuk Terompet Pada Ujung Hilir Saluran Peluncur

5.5.4 Peredam Energi

Guna mereduksi energi aliran air dari saluran peluncur spillway, maka di

ujung hilir saluran tersebut dibuat suatu bangunan yang disebut peredam energi pencegah gerusan (scour protection stilling basin).

Perhitungan kolam olak digunakan Persamaan 2.109 s/d 2.11 Bab II yaitu :

v B

Q Y

× =

Y g

v Fr

× =

di mana :

v = Kecepatan awal loncatan (m/dtk)

g = Percepatan gravitasi = 9,81 m²/dtk

B = Lebar saluran = 20 m

Fr = Bilangan Froude

Y = Tinggi konjugasi

Perhitungan :

v = 15,837 m³/dtk Y = Q/B * V

Y = 62,674 / (20 *15,837) Y = 0,19 m

Fr =

gY

(38)

Dari perhitungan di atas :

Karena Fr = 11,60 > 4,5 dan Q = 62,674 m3/dtk > 45 maka digunakan kolam olak datar tipe II.

Gambar 5.24 Bentuk Kolam Olakan

a Panjang kolam olakan

Ukuran panjang kolam olakan tergantung pada Bilangan Froude aliran

yang akan melintasi kolam tersebut. Karena Bilangan Froude > 4,5 dan Q =

62,674 m3/dtk maka digunakan kolam olak datar tipe II. Saluran transisi

(39)

2 0 0

Gambar 5.25 Panjang Loncatan Hidrolis Pada Kolam Olakan Datar

- _{Dengan Fr = 11,60 dari grafik didapatkan nilai L/D2 = 4,25}

- D2/D1 = 0,5 x [

(

1+8F_r 2

)

- 1]

- _D₂_{/0,149 = 0,5 x [} ₍₁+₈_*₁₁_.₆₀2₎_{-1 ]}

- _D₂ _{= 2,371 m}

- _L _{= 4,25 * 2,371 = 10,075 m ~ 11 m}

b Gigi-gigi pemencar aliran, gigi-gigi benturan dan ambang ujung hilir kolam olakan

Gigi-gigi pemencar aliran yang berfungsi sebagai pembagi berkas aliran terletak di ujung saluran sebelum masuk ke dalam kolam olakan. Sedangkan gigi-gigi benturan yang berfungsi sebagai penghadang aliran serta mendeformir

loncatan hidrolis menjadi pendek terletak pada dasar kolam olakan. Adapun ambang ujung hilir kolam olakan dibuat rata tanpa bergerigi.

(40)

Gambar 5.26 Ukuran Gigi-Gigi Pemencar dan Gigi-Gigi Benturan Aliran

1. Dimensi kolam olakan

1. Ukuran kolam olakan adalah 10 m x 11 m

2. Ukuran gigi-gigi pemencar aliran adalah Dl = 0,149 m ≈ 0,2 m, karena

lebar ujung saluran peluncur adalah 10 m maka jumlah gigi-gigi dibuat 5 buah @ 110 cm, jarak antara gigi-gigi = 55 cm dan jarak tepi ke

dinding masing-masing = 85 cm

cek jumlah jarak = 4* 0.85 * + 5 * 1.10 + 2 * 0,55= 10 m

3. Ukuran ambang ujung hilir kolam olakan dengan mengacu pada gambar 5.25 didapatkan nilai h3/d1 = 2.00 Æ h3 = 2.00 * 0.138 = 0.298 m, karena

lebar kolam olakan adalah 10 m maka jumlah gigi-gigi dibuat = 4 buah

@ 150 cm, jarak antara gigi-gigi = 100 cm dan jarak tepi ke dinding

masing-masing = 50 cm Æ cek jumlah jarak = 4 * 1.5 * + 3 * 1 + 2 *

0.5 = 10 m

2. Tinggi jagaan

Tinggi jagaan pada bangunan pelimpah (spillway) dihitung dengan

menggunakan rumus sebagai berikut : Fb = C . V . d

atau

Fb = 0,6 + 0,037 . V. 3 1 d

(41)

2 0 2

Fb = Tinggi jagaan

C = Koefisien = 0,1 untuk penampang saluran berbentuk persegi

panjang dan 0,13 untuk penampang berbentuk trapesium

V = Kecepatan aliran (m/dtk)

d = Kedalaman air di dalam saluran (m)

Tinggi jagaan pada kolam olakan adalah sebagai berikut :

d = 2,371 m

b = 20 m

A = 2,371 * 20 = 47,42 m²

V = Q/A = 62,674 / 47,42 = 1,322 m/dtk

Tinggi jagaan :

Fb = 0,10 * 1,322 * 2,371 Fb = 0,313

Atau

Fb = 0,6 + (0,037 * 1,322 * 2,3711/3) Fb = 0,665 m

Dipakai nilai tertinggi yaitu Fb = 0,665 m dibulatkan Fb = 1,00 m.

5.5.5 Rencana Teknis Hidrolis

Garis dasar saluran ditentukan dengan perhitungan hidrolik yang dilakukan sesuai dengan Gambar 2.18 mengacu pada Persamaan Bernaulli :

Elevasi ambang hilir = elevasi ambang udik

(42)

di mana :

V1 = Kecepatan aliran air pada bidang-1

V2 = Kecepatan aliran air pada bidang-2

hd1 = Kedalaman air pada bidang-1

hd2 = Kedalaman air pada bidang-2

∆l1 = Panjang lereng dasar diantara bidang-1 dan bidang-2

∆l = Jarak horisontal diantara bidang-1 dan bidang-2

R = Radius (jari-jari) hidrolika rata-rata pada potongan saluran yang diambil

S0 = Kemiringan dasar saluran

S = Kemiringan garis energi

hl = Kehilangan energi karena gesekan dan lain-lain

he = Perbedaan tinggi antara garis energi dengan permukaan air

n = Angka kekasaran saluran = 0,01

Di titik A :

- Kecepatan aliran V1 = 1,722 m/dtk (V1)

- Luas tampang hidrolis A1 = 20 m²

- Tinggi tekanan kecepatan aliran hv1 = 0,2 m

- Tinggi aliran hd1 = 0,82 m

- Jari-jari hidrolis rata-rata

R = A/(2hd1 + b) = 0.924 m

Dengan menggunakan rumus :

Di titik B :

- Tinggi energi potensial di bidang B = hd1 + he2 = 0,82 + ((+461,93) –

(+460,04)) = 2,71 m

- Diasumsikan bahwa kecepatan aliran di B (V2) = 6 m/dtk, maka :

6 20

674 , 62 . ₂

2

2 = = _×

V b

Q

hd = 0,522 m

522 , 0 . 20

2 =

(43)

2 0 4

- Dengan demikian tinggi tekanan total diperoleh :

hd2 + he = 0,522 + 1,991 = 2,513 m < 2,71 m

- Dicoba lagi dengan asumsi kecepatan aliran yang berbeda :

V2 b hd2 A2 R2

Rrata-rata

Vrata-rata hv2 hv1 hl he hd2+he

6.000 20.000 0.522 10.446 0.496 0.710 3.861 1.835 0.151 0.005 1.991 2.513 6.455 20.000 0.500 10.005 0.476 1.050 3.861 2.124 0.082 0.005 2.210 2.710

- Dari hasil perhitungan di atas dengan V = 6,455 m/dtk didapatkan hd+he = 2,710 m ~ 2,710 m (sesuai dengan asumsi yang diambil), maka :

he = 2,710 – 0,500 = 2,208 m

hv = he – hl = 2,208 – 0,005 = 2,203 m - Bilangan Froude (Fr)pada titik B adalah :

(44)

- Diasumsikan bahwa kecepatan aliran di C berturut-turut sesuai tabel sehingga didapatkan :

V2 b hd3 A3 R3

Rrata-rata

11.000 20.000 0.285 5.698 0.277 0.600 6.361 6.167 0.151 0.287 6.606 6.891 10.359 20.000 0.312 6.234 0.302 0.963 5.813 5.469 0.082 0.216 5.767 6.079

he = 6,079 – 0,312 = 5,767 m

hv = he – hl = 5,767 – 0,216 = 5,551 m

- Bilangan Froude (Fr)pada titik C adalah :

312

- Diasumsikan bahwa kecepatan aliran di D berturut-turut sesuai tabel sehingga didapatkan :

V2 b hd4 A4 R4

Rrata-rata

15.000 20.000 0.209 4.178 0.205 0.564 8.361 11.468 0.151 0.546 12.166 12.374 14.263 20.000 0.226 4.528 0.221 0.923 7.765 10.369 0.082 0.413 10.864 11.090

he = 11,090 – 0,226 = 10,864 m

hv = he – hl = 10,864 – 0,413 = 10,451 m - Bilangan Froude (Fr)pada titik D adalah :

(45)

2 0 6

- Diasumsikan bahwa kecepatan aliran di E berturut-turut sesuai tabel sehingga

didapatkan :

16.000 20.000 0.196 3.917 0.192 0.558 8.861 13.048 0.151 1.228 14.427 14.623 16.274 20.000 0.198 3.968 0.195 0.909 8.770 13.499 0.082 1.060 14.641 14.839

- Dari hasil perhitungan di atas dengan V = 16,274 m/dtk didapatkan hd+he =

14,839 m ~ 14,839 m (sesuai dengan asumsi yang diambil), maka : he = 14,839 – 0,198 = 14,641 m

hv = he – hl = 14,841– 1,060 = 13,581 m - Bilangan Froude (Fr)pada titik E adalah :

198

5.6 Analisis Stabilitas Bangunan Pelimpah

5.6.1 Kondisi Muka Air Normal

Gambar 5.27 Rembesan dan Tekanan Air Tanah Di Bawah Pelimpah Kondisi

(46)

Tabel 5.13 Perhitungan Rembesan dan Tekanan Air Tanah Kondisi

Muka Air Normal

Titik Garis

Panjang Rembesan Beda Tekanan

Air

Beda Tinggi Energi

Tekanan Air

Tanah Elevasi Titik

(47)

2 0 8

Tabel 5.14 Perhitungan Stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Normal

Gaya Horisontal

Gaya Luas x Tekanan Gaya

Terhadap Titik G Lengan Momen (Ton) (m) (Tonm)

W1 1/2 * PA * h1 0.50 2.26 1.13

W2 PA* h2 1.90 0.97 1.87

1/2 * (PB - PA) * h2 1.02 0.64 0.66

W3 PE * h3 0.54 0.20 0.11

1/2 * (PF - PE) * h3 0.04 0.13 0.01

W4 PD * h3 -0.59 0.20 -0.12

1/2 * (PC - PD) * h3 -0.12 0.13 -0.02

W5 1/2 * PG * h6 -0.27 0.33 -0.09

P aktif γb * h2 * tg2(45º - φ/2) + 2 * C * tg(45º - φ/2) 8.514 0.64 19.81 P pasif γb * h6 * tg2(45º + φ/2) + 2 * C * tg(45º + φ/2) -16.76 0.33 -20.10

ΣRh -3,189 ΣMh 3.26

Tabel 5.15 Perhitungan Stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Normal

Gaya Vertikal

Terhadap Titik G Lengan Momen (Ton) (m) (Tonm)

G1 l1 * h5 * γc -0.46 2.00 -0.92

G2 1/2 * l2 * h5 * γc -1.15 1.57 -1.81

G3 (l1+l2) * h4 * γc -4.52 1.5 -6.78

G4 1/2 * l3 *h7 * γc -1.05 0.60 -0.63

G5 l4 * h3 * γc -0.14 2.03 -0.28

G6 1/2 * l5 * h3 * γc -0.12 1.87 -0.22

G7 l3 * h6 * γc -2.16 0.45 -0.97

W6 PC * l4 0.31 2.03 0.63

1/2 * (PB - PC) * l4 0.002 2.05 0.004

W7 PD * l5 0.37 1.83 0.68

1/2 * (PC - PD) * l5 0.07 1.87 0.13

W8 PE * l6 1.08 1.30 1.40

1/2 * (PF - PE) * l6 0.09 1.43 0.13

W9 PG * l7 1.296 0.45 0.58

1/2 * (PF - PG) * l7 0.06 0.60 0.04

ΣRv -6.322 ΣMv -8.02

¾ Garis tangkap dan gaya resultan :

(48)

Mo = -4,76 ton.m

Mh = 3,26 m (horisontal terhadap titik G) Mv = -8,02 m (vertikal terhadap titik G)

¾ Kontrol terhadap guling :

e = (L/2) – (Mo/Rv) < L/6

= 0,297 < 0,35 Æ Aman

FS = [(Mv)/(Mh)] > 1,50

= 2,460 > 1,5 Æ Aman

¾ Kontrol terhadap daya dukung tanah pondasi :

Besarnya daya dukung tanah dipengaruhi oleh dalamnya pondasi, lebarnya pondasi, berat isi tanah, sudut geser dalam dan kohesi dari tanah. Daya

dukung tanah (ultimate bearing capacity) dihitung dengan rumus pondasi

menerus seperti pada Persamaan 2.91 Bab II yaitu :

qult = c . Nc + γ . D . Nq + B/2. γ . Nγ

di mana :

D = kedalaman pondasi = 1,00 m

B = lebar pondasi = 2,10 m

Tabel 5.16 Koefisien Daya Dukung Tanah Terzaghi

Dari hasil penyelidikan tanah pada lokasi embung, tanah dasar untuk lokasi pondasi adalah sebagai berikut :

Nc = 17,70 c = 20,46 ton/m2 γ = 1,8 ton/m3

Nq = 7,43 D = 1,00 m γsat = 2,11 ton/m3

Nγ = 4,60 B = 2,10 m γsub = 1,11 ton/m3

φ Nc Nq N_γ N'c N'q N'_γ

0 o _{5.71 1.00 0.00 3.81 1.00 0.00}

5 o 7.32 1.64 0.00 4.48 1.39 0.00

10 o 9.64 2.70 1.20 5.34 1.94 0.00

15 o 12.80 4.44 2.40 6.46 2.73 1.20

20 o _{17.70 7.43 4.60 7.90 3.88 2.00}

25 o 25.10 12.70 9.20 9.86 5.60 3.30

30 o 37.20 22.50 20.00 12.70 8.32 5.40

35 o _{57.80 41.40 44.00 16.80 12.80 9.60}

40 o _{95.60 81.20 114.00 23.20 20.50 19.10}

(49)

2 1 0 D

0.25 0.80 0.15

1.90

B C A

+ 460,93

1.00

E F 0.40

G H

+ 462,95

Perhitungan:

qult = (c × Nc) + (γ × D × Nq )+ (B/2 × γsub × Nγ)

qult = (20,46 x 17,70) + (1,8 x 1 x 7,43) + (2,10/2 x 1,11 x 4,60)

= 380,877 ton/m3

qa = 126,959

3 877 , 380

3 = =

ult

q

ton/m3

Tegangan yang terjadi :

τ

= (Rv/L) (1 + 6e/L)

τ

max = (Rv/L) (1 + 6e/L) = 5,565 ton/m2 < qa ÆAman

τ

min = (Rv/L) (1 - 6e/L) = 0,456 ton/m2 < qa ÆAman

Dari hasil perhitungan di atas, dengan demikian bangunan spillway

dinyatakan aman terhadap daya dukung tanah.

¾ Kontrol terhadap geser :

S = (Rv/Rh) > 1,5

= 2,00 > 1,5 ÆAman

5.6.2 Kondisi Muka Air Banjir

Gambar 5.29 Rembesan dan Tekanan Air Tanah Di Bawah Pelimpah Kondisi

(50)

Tabel 5.17 Perhitungan Rembesan dan Tekanan Air Tanah Kondisi

Muka Air Banjir

Titik Garis

Panjang Rembesan

Beda

Tanah Elevasi Titik

LV LH 1/3

(51)

2 1 2

Tabel 5.18 Perhitungan Stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Banjir

Gaya Horisontal

Terhadap Titik G Lengan Momen

(Ton) (m) (Tonm)

Gaya Vertikal

Terhadap Titik G Lengan Momen

(52)

¾ Garis tangkap dan gaya resultan :

Rv = -8,16 ton Rh = -5,21 ton

Mo = -12,21 ton.m

Mh = 6,07 m (horisontal terhadap titik G) Mv = -9,28 m (vertikal terhadap titik G)

¾ Kontrol terhadap guling :

e = [(L/2) – (Mo/Rv)] < L/6

= 0,324 < 0,35 Æ Aman FS = [(Mv)/(Mh)] > 1,50 = 1,78 > 1,5 Æ Aman

¾ Kontrol terhadap daya dukung tanah pondasi :

Dari hasil penyelidikan tanah pada lokasi embung, tanah dasar untuk lokasi

pondasi adalah sebagai berikut :

Nc = 17,70 c = 20,46 Ton/m2 γ = 1,8 Ton/m3

Nq = 7,43 D = 1,00 m γsat = 2,11 Ton/m3

N_γ = 4,60 B = 2,10 m γsub = 1,11 Ton/m3

α, β = bentuk tapak pondasi adalah jalur/ strip, α = 1, dan β = 0.5

Perhitungan:

qult = (c × Nc) + (γ × D × Nq )+ (B/2 × γsub × Nγ)

qult = (20,46 x 17,70) + (1,8 x 1 x 7,43) + (2,10/2 x 1,11 x 4,60)

= 380,877 ton/m3

qall = 126,959

3 877 , 380

3 = =

ult

q

ton/m3

Tegangan yang terjadi :

τ

= (Rv/L) (1 + 6e/L)

τ

max = (Rv/L) (1 + 6e/L) = 5,565 ton/m2 < qa ÆAman

τ

min = (Rv/L) (1 - 6e/L) = 0,456 ton/m2 < qa ÆAman

Dari hasil perhitungan di atas, dengan demikian bangunan spillway

(53)

2 1 4

¾ Kontrol terhadap gelincir :

S = (Rv/Rh) > 1,5

= 1.57 > 1,5 ÆAman

Tabel 5.20 Hasil Analisis Stabilitas Bangunan Pelimpah

Kondisi

Angka keamanan

yang ada

Angka keamanan

yang diijinkan

Keterangan

Muka air normal

Guling 2,460 > 1,50 Aman

Daya dukung (ton/m2) 5,565 < 126,959 Aman

Gelincir 2,00 > 1,50 Aman

Muka air banjir

Guling 1,78 > 1,50 Aman

Daya dukung (ton/m2) 5,565 < 126,959 Aman

Gelincir 1,57 > 1,50 Aman

5.7 Bangunan Penyadap

Bangunan penyadap dalam perencanaan ini dipakai tipe menara, hasil sadapan kemudian dialirkan ke hilir sungai melalui bangunan pengambilan. Menara ini juga berfungsi sebagai pipa ventilasi dan untuk lebih jelasnya dapat

dilihat pada Gambar 5.31.

Ruang operasi

Jembatan pelayanan

Pintu, saringan pada lubang penyadap

Pintu, katub, saringan pada lubang penggelontor sedimen

Lubang udara

Pipa penyalur Menara penyadap

(54)

1. Konstruksi dan pondasi bangunan penyadap menara

Dasar penentuan konstruksi dan pondasi bangunan penyadap ditentukan atas dasar beban-beban luar yang bekerja pada bangunan penyadap, antara lain sebagai

berikut :

Berat menara beserta perlengkapannya (ruang operasi dan pengawasan, pintu-pintu dan perlengkapan operasinya, tubuh menara termasuk tapak menara,

berat air di dalam menara, dan kekuatan apung). Beban-beban lainnya, seperti :

a) Jembatan penghubung.

b) Beban seismik.

c) Tekanan air dari dalam waduk, termasuk air yang terdapat di dalam

menara.

d) Kekuatan angin termasuk tekanan negatif yang biasanya terjadi pada

permukaan menara yang menghadap ke sebelah hilir. e) Lain-lainnya, seperti tekanan tanah.

2. Pipa penyalur

Dalam perencanaan ini, pipa penyalur selain berfungsi sebagai penyalur untuk bangunan penyadap juga berfungsi sebagai saluran pembuang. Pada saat

pembuatannya dapat juga difungsikan sebagai saluran pengelak sehingga pekerjaannya dilaksanakan pada saat awal pembangunan embung termasuk mempersiapkan pintunya.

Dimensi pipa ditentukan perhitungan sebagai berikut : C : koefisien debit = 0,62

g : percepatan gravitasi = 9,81 m/dtk²

(55)

2 1 6

Tabel 5.21 Perhitungan Debit Berdasarkan Persentase Bukaan Pintu

H Q60 Q70 Q80 Q90 Q100

Debit Berdasarkan Prosentase Bukaan Pintu

0.000

Gambar 5.32 Grafik Debit Berdasarkan Persentase Bukaan Pintu

(Di mana Bukaan pintu = 80%)

Pintu berbentuk bujursangkar ukuran 2,00 m x 1,00 m Maka :

Luas penampang aliran yang melintasi pintu :