PERENCANAAN WADUK CINIRU KABUPATEN KUNINGAN JAWA BARAT ( Design of Ciniru Dam Kuningan Regency West Java ) - Diponegoro University | Institutional Repository (UNDIP-IR)

V -1

BAB V

PERENCANAAN KONSTRUKSI

5.1 Tinjauan Umum

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

5.2 Dimensi

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

5.2.1 Kemiringan Lereng Urugan ( Slope Gradient )

Kemiringan lereng ditentukan sedemikian rupa agar stabil terhadap longsoran. Karena tubuh direncanakan menggunakan urugan tanah pilihan maka diperoleh kemiringan lereng (vertikal : horizontal) sebelah hulu 1 : 3 dan sebelah hilir 1: 2,25.

5.2.2 Tinggi Puncak

V -2

Tinggi jagaan adalah jarak bebas antara mercu dengan permukaan air maksimum rencana. Tinggi jagaan dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan sebagai berikut :

Hf ≥∆h + (hw atau

Tinggi jagaan dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain :

1. Tinggi kenaikan permukaan air yang disebabkan oleh banjir abnormal (∆h) dihitung berdasarkan Persamaan sebagai berikut :

T

Untuk perhitungan digunakan data-data sebagai berikut :

V -3 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 . Panjang lintasan ombak yang dipakai adalah Feff sebesar 410m (Gambar 5.2). Sedangkan kecepatan angin (maksimal) di atas permukaan air diambil dari data di stasiun Ciniru yaitu 20 m/dtk. Perhitungan tinggi ombak (hw) ini menggunakan grafik metode SMB (Gambar 5.2) 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)

V -4

Tabel 5.1 Koefisien Gempa (DHV Consultant, 1991)

Zone Koefisien (Z) Keterangan

A

0,20-0,40 Kuningan

Tabel 5.2 Percepatan Dasar Gempa (DHV Consultant, 1991)

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

Tabel 5.3 Faktor Koreksi (DHV Consultant, 1991)

Tipe Batuan Faktor (V)

Rock Foundation

Diluvium (Rock Fill Dam)

Aluvium

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) = 181,21 cm/dt²

V -5 (4). Percepatan grafitasi ( g ) = 981 cm/dt²

Gambar. 5.3 Pembagian Zone Gempa di Indonesia (SNI Gempa 2002)

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

e =

Besarnya tinggi ombak yang diakibatkan oleh gempa (he) dihitung menggunakan Persamaan berikut :

0

V -6

h0 = Kedalaman air di dalam (m)

= elv.M.A.B – elv.dasar kolam = + 231,21 - (+ 190,00)

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

e h

= 0,47 m.

4. Kenaikan permukaan air yang disebabkan oleh ketidaknormalan operasi pintu bangunan (ha) diambil = 0,5 m (Sosrodarsono, 1989)

5. Angka tambahan tinggi jagaan yang didasarkan pada tipe (hi). Mengingat limpasan melalui mercu urugan sangat riskan maka untuk tipe ini angka tambahan tinggi jagaan (hi) ditentukan sebesar (hi = 0.5 m).

Berdasarkan data perhitungan tersebut di atas di mana :

h

V -7 Dari ketiga alternatif tinggi jagaan tersebut diambil tinggi jagaan 3,80 m (menyesuaikan elevasi garis kontur pada sisi kanan dan sisi kiri ).

Tinggi puncak = tinggi + tinggi jagaan = 41,21+ 3,80 = 45,01m. Jadi elevasi puncak = 190,00 + 45,01 m, elevasi puncak + 235,01 m....+ 235,000 m.

Tinggi Jagaan Ah

hw he hQ hi

Main Dam

+235,000

231,210 MAB

i

Gambar. 5.4. Tinggi Jagaan (free board)

5.2.3 Lebar Mercu

Lebar mercu minimum dihitung berdasarkan persamaan sebagai berikut :

B = 3,6 H1/3 – 3,0 di mana :

H = Tinggi ( 45,00 m ) Maka : B = 3,6 (45,00)1/3 – 3,0

= 10,083 m ≈ 14,000 m

Karena digunakan tipe urugan, maka untuk memberikan rasa aman terhadap kestabilan terhadap longsornya lapisan kedap air lebar diambil 14 m.

Konstruksi Tubuh

Untuk melindungi permukaan lereng dari ombak serta penurunan air mendadak, permukaan lereng dilapisi dengan hamparan batu pelindung (rip-rap). Sedangkan untuk lereng sebelah hilir dihamparkan gebalan rumput, untuk melindungi lereng terhadap erosi.

V -8

Gambar. 5.5. Konstruksi tubuh Bendungan

5.3 Perhitungan Stabilitas Tubuh

5.3.1 Stabilitas Lereng Terhadap Aliran Filtrasi

Stabilitas lereng terhadap rembesan ditinjau dengan cara sebagai berikut :

1. Formasi garis depresi tubuh bendung kondisi tanpa menggunakan

chimney

Dengan persamaan ini, maka :

d d h

Y₀ = 2 + 2 - = (41,21)2+(173,37)2 −(173,37) = 4,83 m

Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan Persamaan :

2

Dan diperoleh koordinat parabola sebagai berikut :

x -2,41 0 5 10 15 20 25 30

y 0 4.83 8.46 10.95 12.97 14.71 16.27 17.69

x 35 40 45 50 55 60 65 70

V -9

Berdasarkan Persamaan ini, maka dapat ditentukan nilai :

α

Sehingga didapat nilai :

a = 29,31 m jarak (A-C)

∆a = 56,16 – 29,31 = 26,85 m jarak (C0-C)

V -10

V -11

2. Formasi garis depresi tubuh bendung kondisi dengan menggunakan drainase

kaki

Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan Persamaan:

2

Dan diperoleh koordinat parabola sebagai berikut :

x -2.63 0 5 10 15 20 25 30

y 0 5.27 8.46 10.95 12.97 14.71 16.27 17.65

x 35 40 45 50 55 60 65 70

y 19.01 20.24 21.40 22.50 23.55 24.55 25.51 26.45

Untuk α = 1350, harga a = 2 1

( h2+d2 −d)

Berdasarkan Persamaan ini, maka dapat ditentukan nilai :

V -12

14,0 m

5,0 m

URUGAN TANAH PILIHAN

1

9

,0

m

4

5

,0

m

3 1

3 1

2,25 1

COFFERDAM

+190,0 m +235,0 m

+209,0 m

140,4 m

4

1

,1

m

111,6 m 42,1 m

135°

15,0 m 158,3 m

V -13

3. Jaringan Trayektori aliran filtrasi (seepage flow-net)

Kapasitas aliran filtrasi asumsi Kh = Kv

Dengan menggunakan Persamaan ini, dihitung jaringan trayektori aliran sebagai berikut :

L

Maka debit aliran filtrasi adalah sebagai berikut :

Q = 5 10* 8 45 267

V -14 Kecepatan aliran keluar ke atas permukaan lereng hilir yang komponen vertikalnya dapat mengakibatkan terjadinya perpindahan butiran-butiran bahan , kecepatannya dibatasi dengan dihitung menggunakan Persamaan sebagai berikut :

γ

F = Luas permukaan yang menampung aliran filtrasi

= 137,6 m x 1 m = 137,6 m² (untuk per satuan meter panjang bidang)

Kecepatan rembesan yang terjadi pada dihitung menggunakan Persamaan ini, yaitu :

V -15

5.3.2 Stabilitas Lereng Terhadap Longsor

Stabilitas lereng ditinjau dalam tiga keadaan, yaitu pada saat muka air mencapai elevasi penuh, baru selesai dibangun dan belum dialiri air. Perhitungan ini menggunakan metode PLAXIS V.7.1 dan irisan bidang glincir bundar sebagai pembanding antara perhitungan sistem komputasi dan manual.

5.3.2.1 Metode irisan bidang gelincir bundar.

Data Teknis

Tinggi Puncak = 45,00 m Elevasi Air = + 231,21 m (FSL)

Lebar Mercu = 14,00 m Tinggi Air = 41,21 m

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

Tabel 5.4 Kondisi Perencanaan Teknis Material Urugan Sebagai Dasar Perhitungan

Zone tubuh Kekuatan Geser γ timbunan dalam beberapa kondisi Intensitas beban seismis horizontal

Untuk perhitungan kestabilan terhadap longsor digunakan Persamaan :

V -17 Tabel 5.5 Perhitungan Metode Irisan Bidang Glincir Pada Kondisi Baru Selesai Dibangun Bagian Hulu

(

)

111.006 3.143 77 30 0.524

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 20.756 1.860 38.606 -18.5 -0.323 -0.317 0.948 -12.255 4.393 36.610 0.12 -1.471 0.000 1.000 0.000 8.0 15.506 0.000 0.000 0.578 21.996 2 176.591 1.860 328.459 -13.5 -0.236 -0.234 0.972 -76.708 38.325 319.377 0.12 -9.205 0.000 1.000 0.000 11.0 21.320 0.000 0.000 0.578 189.799 3 327.401 1.860 608.966 -4.5 -0.079 -0.078 0.997 -47.798 72.850 607.087 0.12 -5.736 0.000 1.000 0.000 11.0 21.320 0.000 0.000 0.578 353.986 4 427.910 1.860 795.913 4.5 0.079 0.078 0.997 62.472 95.215 793.457 0.12 7.497 0.000 1.000 0.000 11.0 21.320 0.000 0.000 0.578 453.995 5 468.302 1.860 871.042 13.5 0.236 0.234 0.972 203.421 101.635 846.955 0.12 24.411 0.000 1.000 0.000 11.0 21.320 0.000 0.000 0.578 475.128 6 447.383 1.860 832.132 22.5 0.393 0.383 0.924 318.565 92.249 768.740 0.12 38.228 0.000 1.000 0.000 11.0 21.320 0.000 0.000 0.578 421.967 7 372.703 1.860 693.228 31.5 0.550 0.523 0.853 362.341 70.919 590.994 0.12 43.481 0.000 1.000 0.000 11.0 21.320 0.000 0.000 0.578 316.260 8 259.445 1.860 482.568 40.5 0.707 0.650 0.760 313.507 44.023 366.858 0.12 37.621 0.000 1.000 0.000 11.0 21.320 0.000 0.000 0.578 190.178 9 106.048 1.860 197.249 48.5 0.847 0.749 0.662 147.775 15.678 130.651 0.12 17.733 0.000 1.000 0.000 11.0 21.320 0.000 0.000 0.578 65.225

1271.321 535.287 4460.728 152.558 96 186.067 0.000 2488.534

V -18 o

V -19 Tabel 5.6 Perhitungan Metode Irisan Bidang Glincir Pada Kondisi Baru Selesai Dibangun Bagian Hilir

(

)

1 38.15 1.86 70.96 -16.50 -0.29 -0.28 0.96 -20.16 8.16 68.03 0.12 -2.42 0.00 1.00 0.00 7.00 10.64 0.00 0.00 0.58 40.69 2 259.27 1.86 482.25 -6.50 -0.11 -0.11 0.99 -54.61 57.50 479.15 0.12 -6.55 0.00 1.00 0.00 13.00 19.75 0.00 0.00 0.58 280.56 3 429.60 1.86 799.05 6.50 0.11 0.11 0.99 90.49 95.27 793.91 0.12 10.86 0.00 1.00 0.00 13.00 19.75 0.00 0.00 0.58 452.32 4 483.62 1.86 899.53 19.50 0.34 0.33 0.94 300.39 101.75 847.89 0.12 36.05 0.00 1.00 0.00 13.00 19.75 0.00 0.00 0.58 468.95 5 420.82 1.86 782.72 32.50 0.57 0.54 0.84 420.70 79.20 660.04 0.12 50.48 0.00 1.00 0.00 13.00 19.75 0.00 0.00 0.58 352.10 6 273.47 1.86 508.64 45.50 0.79 0.71 0.70 362.91 42.77 356.40 0.12 43.55 0.00 1.00 0.00 13.00 19.75 0.00 0.00 0.58 180.71 7 71.91 1.86 133.75 58.50 1.02 0.85 0.52 114.07 8.38 69.83 0.12 13.69 0.00 1.00 0.00 13.00 19.75 0.00 0.00 0.58 32.43

1213.78 393.03 3275.26 145.65 85.00 129.15 0.00 1807.76

V -21 Tabel 5.7 Perhitungan Metode Irisan Bidang Glincir Pada Kondisi Air Penuh Bagian Hulu

111.01 3.14 77 30 0.52

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

270.90 1.00 270.90 -20.0 -0.35 -0.34 0.94 -92.69 30.55 254.55 0.12 -11.123 0.00 1.00 0.00 8.0 15.51 0.00 0.00 0.58 153.46 20.76 2.40 49.81 -20.0 -0.35 -0.34 0.94 -17.04 5.62 46.81 0.12 -2.045 5.33 1.00 5.33 11.0 21.32 113.64 120.94 0.58 -41.64 531.99 1.00 531.99 -13.5 -0.24 -0.23 0.97 -124.24 62.07 517.28 0.12 -14.909 0.00 1.00 0.00 11.0 21.32 0.00 0.00 0.58 307.41 176.59 2.40 423.82 -13.5 -0.24 -0.23 0.97 -98.98 49.45 412.10 0.12 -11.877 15.05 1.00 15.05 11.0 21.32 320.87 329.99 0.58 54.29 446.14 1.00 446.14 -4.5 -0.08 -0.08 1.00 -35.02 53.37 444.76 0.12 -4.202 0.00 1.00 0.00 11.0 21.32 0.00 0.00 0.58 259.34 327.40 2.40 785.76 -4.5 -0.08 -0.08 1.00 -61.67 94.00 783.34 0.12 -7.401 22.20 1.00 22.20 11.0 21.32 473.31 474.77 0.58 182.51 345.63 1.00 345.63 4.5 0.08 0.08 1.00 27.13 41.35 344.56 0.12 3.255 0.00 1.00 0.00 11.0 21.32 0.00 0.00 0.58 197.15 427.91 2.40 1026.98 4.5 0.08 0.08 1.00 80.61 122.86 1023.82 0.12 9.673 26.62 1.00 26.62 11.0 21.32 567.54 569.30 0.58 256.95 240.28 1.00 240.28 13.5 0.24 0.23 0.97 56.11 28.04 233.64 0.12 6.734 0.00 1.00 0.00 11.0 21.32 0.00 0.00 0.58 131.07 468.30 2.40 1123.92 13.5 0.24 0.23 0.97 262.48 131.14 1092.84 0.12 31.497 28.20 1.00 28.20 11.0 21.32 601.23 618.33 0.58 255.90 139.70 1.00 139.70 22.5 0.39 0.38 0.92 53.48 15.49 129.06 0.12 6.418 0.00 1.00 0.00 11.0 21.32 0.00 0.00 0.58 70.84 447.38 2.40 1073.72 22.5 0.39 0.38 0.92 411.05 119.03 991.92 0.12 49.326 26.90 1.00 26.90 11.0 21.32 573.51 620.81 0.58 185.88

52.33 1.00 52.33 31.5 0.55 0.52 0.85 27.35 5.35 44.61 0.12 3.282 0.00 1.00 0.00 11.0 21.32 0.00 0.00 0.58 23.87 372.70 2.40 894.49 31.5 0.55 0.52 0.85 467.54 91.51 762.57 0.12 56.104 22.75 1.00 22.75 11.0 21.32 485.03 568.94 0.58 79.44 1.65 1.00 1.65 40.5 0.71 0.65 0.76 1.07 0.15 1.25 0.12 0.128 0.00 1.00 0.00 11.0 21.32 0.00 0.00 0.58 0.65 259.44 2.40 622.66 40.5 0.71 0.65 0.76 404.52 56.80 473.36 0.12 48.542 15.48 1.00 15.48 11.0 21.32 330.04 434.13 0.58 -5.38 9 106.05 1.86 197.25 50 0.87 0.77 0.64 151.15 15.21 126.74 0.12 18.138 0.00 1.00 0.00 11.0 21.32 0.00 0.00 0.58 62.73

1512.85 921.98 7683.20 181.54 121 356.63 3030.67 144.06

V -22 o

V -23

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

(

)

87.02 3.143 83 30 0.52 1418.80

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 38.15 2.40 91.56 -16.50 -0.29 -0.28 0.96 -26.01 10.53 87.78 0.12 -3.12 5.20 1.00 5.20 7.0 10.64 55.31 57.69 0.58 19.19 2 259.27 2.40 622.26 -6.50 -0.11 -0.11 0.99 -70.47 74.19 618.25 0.12 -8.46 14.17 1.00 14.17 13.0 19.75 279.90 281.71 0.58 199.28 3 429.60 2.40 1031.04 6.50 0.11 0.11 0.99 116.76 122.93 1024.40 0.12 14.01 18.66 1.00 18.66 13.0 19.75 368.59 370.98 0.58 369.35 4 483.62 2.40 1160.68 19.50 0.34 0.33 0.94 387.59 131.29 1094.06 0.12 46.51 18.46 1.00 18.46 13.0 19.75 364.64 386.85 0.58 381.64 5 420.82 2.40 1009.96 32.50 0.57 0.54 0.84 542.84 102.20 851.67 0.12 65.14 13.59 1.00 13.59 13.0 19.75 268.44 318.34 0.58 270.44 6 273.47 2.40 656.32 45.50 0.79 0.71 0.70 468.26 55.18 459.87 0.12 56.19 4.28 1.00 4.28 13.0 19.75 84.54 120.66 0.58 163.48 7 71.91 1.86 133.75 58.50 1.02 0.85 0.52 114.07 8.38 69.83 0.12 13.69 0.00 1.00 0.00 13.0 19.75 0.00 0.00 0.58 32.43

1533.05 504.70 4205.87 183.97 85 129.15 1421.43 1435.80

V -24

5.3.2.2 Metode Plaxis V.7.1.

Pada perhitungan stabilitas lereng dengan menggunakan irisan bidang

gelincir bundar didapathasil yang kurang begitu akurat, karena hanya meninjau

pada tubuh bendungan. Sedangkan pada Plaxis V.7.1 yang notabene adalah program analisa geoteknik, terutama untuk analisa stabilitas tanah dengan menggunakan metode elemen hingga yang mampu melakukan analisa yang dapat mendekati perilaku sebenarnya. Geometri tanah yang akan dianalisa memungkinkan untuk diinput dengan cukup teliti. Karena Plaxis dilengkapi fitur – fitur khusus yang berhubungan dengan banyak aspek dari struktur geometri yang komplek.

Aplikasi geoteknik memerlukan model konstruksi tingkat lanjut untuk simulasi perilaku tanah yang tidak linear dan perilaku yang bergantung pada waktu. Disamping itu, material tanah adalah material yang multiphase. Untuk analisa yang melibatkan keberadaan air tanah perlu diperhitungkan tekanan hidrostatis dalam tanah.

Selain itu Plaxis V.7.1 menyediakan berbagai analisa tentang

displacement, tegangan-tegangan yang terjadi pada tanah, faktor keamanan dan lain-lain. Untuk melakukan analisis struktur tubuh dan spillway pada perencanaan waduk, digunakan metode elemen hingga dengan kondisi plane strain (regangan bidang). Model plane strain digunakan dengan asumsi bahwa sepanjang sumbu potongan melintang penampang dipandang relatif sama dan peralihan dalam arah tegak lurus potongan tersebut dianggap tidak terjadi.

Tabel 5.9 Parameter Desain Material untuk Tubuh Bendung

kedalaman jenis tanah tipe γdry γsat v E c φ ψ k

( KN/m³ ) ( KN/m³ ) ( KN/m² ) ( KN/m² ) ( º ) ( º ) ( m/hari )

timbunan Urugan tanah pilihan undrained 18 24 0,3 50000 11.25 30 0.05 0.05

0 - 3 m Pasir kelempungan undrained 12.28 16.11 0.24 20000 14.8 19.97 0.18 5.167E-03

3 - 6 m Lempung kepasiran undrained 11.85 16.04 0.27 2000 12.2 22.11 0.17 4,1E-03

V -25 a. Tahap Awal Perhitungan Plaxis 7.1

Dalam perhitungan Plaxis 7.1 pertama –tama adalah input geometry, pada tahap input dilakukan permodelan material tanah dan beban yang bekerja terhadap

tanah dengan menggunakan geometri line atau dengan menginput koordinat dengan mengetikkan pada point on geometri line pada sisi bawah window. Kedua

adalah input materials , pada tahap ini Plaxis 7.1 telah menyediakan jenis-jenis tanah secara umum. Untuk mendapatkan parameter tanah yang sesuai dengan penyelidikan tanah pada suatu bangunan kita dapat mengganti parameter-parameter pada material tanah yang ada, atau membuat baru suatu jenis tanah.

Setelah itu dilakukan meshing generation untuk membagi material tanah ke dalam elemen-elemen diskret yang berhingga, dengan menggunakan

toolbar . Kemudian baru dilakukan penetapan kondisi awal yaitu dengan klik

. Penetapan kondisi awal adalah untuk menetapkan elevasi muka air tanah pada kondisi awal sebuah bangunan. Kondisi awal memiliki 2 mode, yaitu :

Mode 1 untuk pembangkitan tekanan air awal (water condition mode). Mode 2 untuk menetapkan konfigurasi tekanan efektif awal (geometry

configuration mode).

Setelah melalui tahap-tahap diatas, kemudian klik . Tahapan

perhitungan selanjutnya adalah mengidentifikasikan, mendefinisikan , dan mengeksekusi tahapan fase-fase perhitungan untuk memperoleh output program

yang diinginkan dengan menekan toolbar untuk menuju PLAXIS

V -26

Gambar 5.13 New Project pada Plaxis Input Gambar 5.14 Input

Geometry

Gambar 5.16 Generate Mesh Fine

b. Plaxis Calculations

Perhitungan stabilitas Ciniru dengan Plaxis 7.1 ditinjau pada kondisi-kondisi di bawah ini.

1. Kondisi tanah asli, kondisi dimana tegangan dan regangan awal akibat berat tanah sendiri

2. Kondisi awal, kondisi dimana terjadi tegangan dan regangan yang diakibatkan oleh beban sebelum diisi air

3. Kondisi terisi air, kondisi dimana terjadi tegangan dan regangan yang diakibatkan oleh beban dan beban air

V -27 4. Kondisi rapid drawdown, kondisi dimana air tampungan turun secara

tiba-tiba, sehingga pada saat muka air tampungan turun, tapi air pada tubuh belum ikut turun

Gambar 5.17 Tampilan Plaxis Calculations dan Parameter yang Akan

Diperhitungkan

c. Fase kondisi yang akan diperhitungkan

Yaitu fase dimana terjadi tegangan dan regangan yang diakibatkan oleh beban pada kondisi-kondisi yang akan diperhitungkan.

1. Fase tanah asli.

Dimana pada fase tersebut beban yang bekerja adalah berat sendiri tanah asli tanpa tubuh dan tekanan air pada tubuh .

Pengaturan pada fase ini adalah :

Number / ID = Nama fase

Calculation type = Plastic

Control Parameters = Delete intermediate steps Iterative procedure = Standard

V -28 Untuk perubahan pada kondisi-kondisi tertentu dilakukan dengan

klik . Disini kita dapat mengaktifkan atau menonaktifkan suatu lapisan tanah, dan mengubah permukaan air pada tersebut.

2. Fase Konsolidasi

Yaitu fasedimana terjadi penurunan lapisan tanah akibat keluarnya air pada lapisan tanah karena ada beban yang bekerja. Pengaturan pada fase ini adalah :

Number / ID = Nama fase

Calculation type = Consolidation Control Parameters = -

Iterative procedure = Standard

Loading input = Incremental multipliers

Start from phase = fase kondisi yang diperhitungkan 3. Fase perhitungan faktor keamanan (SF)

Yaitu fase akibat perhitungan beban dan takanan air yang bekerja. Pada perhitungan faktor keamanan (SF) digunakan metode Phi-c reduction. Phi-c reduction adalah option yang tersedia dalam Plaxis

untuk menghitung faktor keamanan (SF). Option ini hanya tersedia untuk tipe perhitungan secara Plastic menggunakan Manual control atau dengan prosedur Load advencement number of steps. Dalam Phi-c reduction dilakukanpendekatanparameter-parameter kekuatan tanah tan

φ dan c dengan mengurangi nilainya sampai tercapainya keadaan dimana kegagalan struktur terjadi. Jumlah pengali ΣMsf digunakan untuk mendefinisikan harga dari parameter-parameter kekuatan tanah.

ΣMsf =

Parameter-parameter kekuatan tanah secara otomatis dikurangi sampai tercapainya kegagalan struktur.

V -29 Pengaturan pada fase ini adalah :

Number / ID = Nama fase

Calculation type = Phi-c reduction

Control Parameters = reset displacement to zero Iterative procedure = Standard

Loading input = Incremental multipliers Start from phase = fase sebelumnya

d. Proses perhitungan

Proses perhitungan dilakukan dengan klik pada , tapi sebelumnya

ditentukan titik-titik yang akan ditinjau dengan klik pada dan klik pada titik-titik yang akan ditinjau.

Gambar 5.18. Penentuan Titik-Titik yang Akan Ditinjau

Fase-fase yang akan dihitung akan diberi tanda anak panah biru di

V -30

Gambar 5.19 Proses Kalkulasi Selesai

e. Plaxis Output V.7.1

Setelah proses kalkulasi selesai maka menuju ke Plaxis Output, pada sesi kali ini dapat diketahui besaran penurunan tanah yang terjadi dan nilai keamanan (SF).

1. Tanah asli adalah kondisi dimana belum ada timbunan tubuh . Gaya-gaya yang bekerja adalah akibat berat tanah asli sendiri dan tekanan air tanah. Setelah dilakukan perhitungan dengan Plaxis 7.1 didapat bahwa pada kondisi mengalami deformasi sebesar 16,9 cm dengan angka keamanan 2,91.

2. Kondisi awal adalah kondisi sudah ada timbunan tubuh . Setelah dilakukan perhitungan dengan Plaxis 7.1 didapat bahwa pada kondisi ini terjadi deformasi sebesar 51,7 cm dengan angka keamanan 1,72. 3. Kondisi terisi air adalah kondisi sudah ada timbunan tubuh dan air

pada tampungan terisi penuh. Gaya-gaya yang bekerja adalah akibat berat timbunan dan tekanan air pada tampungan . Setelah dilakukan perhitungan didapat deformasi sebesar 52 cm dengan angka keamanan 1,71.

V -31 Setelah muka air turun tidak didikuti dengan turunnya air yang merembes pada tubuh Waduk. Gaya-gaya yang bekerja adalah akibat berat timbunan dan tekanan air yang masih ada pada tubuh Waduk. Setelah dilakukan perhitungan dengan Plaxis 7.1 didapat bahwa pada kondisi ini terjadi deformasi sebesar 52 cm dengan angka keamanan 1.70.

f. Angka Keamanan Tubuh Waduk

Dari keadaan-keadaan yang dianalisis dapat diketahui besarnya angka keamanan pada tiap-tiap keadaan tersebut. Besar angka keamanan pada titik-titik yang ditinjau adalah seperti yang ditampilkan dalam bentuk grafik seperti gambar dibawah ini.

Gambar 5.20 Angka Keamanan Titik A dan B Gambar 5.21 Angka Keamanan Titik C dan D

V -32

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

SF Tanah Asli

SF Waduk + Air _{SF Penurunan Air}

SF Waduk Awal

V -33 mencegah terjadinya rembesan air melalui lapisan kedap air yang bersangkutan. Untuk mendapatkan nilai (k) yang memenuhi syarat untuk lapis kedap air biasanya diperkirakan berdasarkan prosentase butiran tanah yang lolos saringan No.300 (Sosrodarsono, 1989). Gradasi bahan kedap air biasanya mempunyai ukuran butiran seperti tertera pada Gambar 5.21.

Gambar 5.24  Gradasi Bahan Kedap Air (Sosrodarsono, 1989) 

5.4.2 Perlindungan Lereng

Lereng sebelah hulu dari Waduk Ciniru dilindungi oleh lapisan timbunan batu (rip-rap) setebal 0,5 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.

V -34 Dalam pelaksanaannya lapisan timbunan batu ini diletakkan di atas suatu lapisan saringan yang terdiri dari batu pasir dengan ukuran butir yang teratur. Lapisan saringan ini memiliki ketebalan sebesar 0,10 m. Penempatan lapisan saringan ini di bawah lapisan timbunan batu, bertujuan mencegah tergerusnya bahan-bahan halus dari Waduk ke dalam tumpukan batu.

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

- Dapat mengikuti penurunan tubuh Waduk.

- 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.

V -35

5.5 Perencanaan Bangunan Pelimpah

Bangunan pelimpah atau spillway adalah bangunan yang berfungsi untuk mengalirkan air banjir yang masuk ke dalam waduk, sehingga air banjir tersebut tidak merusak tubuh embung. Dalam perencanaan Waduk Ciniru ini, bangunan pelimpah yang akan direncanakan adalah bangunan pelimpah terbuka dengan ambang tetap. Bangunan pelimpah tipe ini, biasanya terdiri dari empat bagian uama yaitu:

1. Saluran pangarah aliran 2. Saluran transisi

3. Saluran peluncur 4. Peredam energi

Gambar 5.25 Skema Bangunan Pelimpah

BETON K 225

LANTAI KERJA BETON K350

SAL. PENGARAH

OGEE

V -36

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.

Gambar 5.26 Saluran Pengarah Aliran Pada Bangunan Pelimpah

Dari analisis data sebelumnya di mana didapat :

− Ketinggian air di atas mercu (H) = + 229,210 – +231,2 = 1,99 m

− Qout yang melewati spillway (Q) = 224,2 m3/dtk

− Lebar ambang mercu embung (b) = 40 m

− Maka :

H

W .

5 1

≥

99 , 1 5 1

× =

W = 0,28 m

W yang dipakai = 3,5 m > 0,28 m.

+ 225,710

+ 229,210

v

Saluran pengarah aliran

Mercu Ogee

V -37

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 = 224,2 m3/dtk

L = Lebar mercu bendung = 40 m

He = Total tinggi tekanan air di atas mercu bendung = 1,99 m

Gambar 5.27 Ambang Pengatur Debit Pada Bangunan Pelimpah

Tinggi tekanan kecepatan aliran di dalam saluran pengarah

− Asumsi (b) = 40 m

− Asumsi kedalaman saluran pengarah = 3,5 m

− Asumsi tinggi tekanan air total diukur dari dasar saluran pengarah: H total = + 231.20 – + 225,710 = 5,49 m

− Tinggi air diatas mercu = + 231,20 – + 229,210 = 1,99 m.

− Misal kedalaman air dalam saluran = 1,50 m, maka kedalaman air dalam saluran (Hd) = 1,5 + 3,5 = 5 m

Luas penampang basah di dalam saluran ini adalah : A = 5 m x 40 m = 200 m²

Hd:5.00

W:3.50 He:1.99

V -38 Kecepatan aliran :

200

Jadi tinggi kecepatan aliran :

(

)

5.5.2.2. Mercu bendung

Dipakai tipe mercu Ogee dan untuk merencanakan permukaan mercu Ogee bagian hilir U.S Army Corps of Engineers mengembangkan persamaan :

X dan Y = koordinator-koordinator permukaan hilir hd = tinggi rencana di atas mercu ( m )

K dan n = parameter

Tabel 5.11 Harga – Harga K dan n

Kemiringan permukaan hilir K n

Vertikal 2,000 1,850

3 : 1 1,936 1,836

3 : 2 1,939 1,810

V -39 Digunakan Mercu Ogee tipe hulu vertical

Hd : 1,99 m k : 2,00 n : 1,850

y x^n x 0.000 0.000 0.000 0.500 1.864 1.400 1.000 3.727 2.036 1.500 5.591 2.535 2.000 7.454 2.961 2.500 9.318 3.341

3.000 11.181 3.687

3.500 13.045 4.000

4.000 14.908 4.308

4.500 16.772 4.591

5.000 18.635 4.860

Gambar 5.28 Mercu Ogee

Hd

(0,0)

x

y

V -40 5.5.3. Saluran Transisi

Bentuk saluran transisi ditentukan sebagai berikut :

Gambar 5.29 Bagian Transisi Pada Bangunan Pelimpah

V -41 Gambar 5.30 Penampang Melintang Saluran Pengatur

5.5.4 Saluran Peluncur

Saluran peluncur dalam perencanaan ini dibentuk sebagai berikut :

• b1 = b2 = 20 m

• l = 95 m

• S = 0,34

• ∆H = l x S

= 95 x 0,34 = 32 m

Gambar 5.31 Penampang Memanjang Saluran Peluncur

Bagian yang berbentuk terompet pada ujung saluran peluncur bertujuan agar aliran dari saluran peluncur yang merupakan aliran super kritis dan mempunyai kecepatan tinggi.

17.21

115

+207.000

+175.000

V -42

5.5.5 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).

Saluran peredam energi direncanakan sebagai berikut

• b1 = b2 = 20 m

• L = 29 m

• Menggunakan kolam olak type USBR II

Dari perhitungan HEC-RASdidapat :

Karena Fr = 6.3 > 4,5 dan Q = 244,2 m3/dtk maka digunakan kolam olak type USBR type II.

V -43

a Panjang kolam olakan

Ukuran panjang kolam olakan tergantung pada bilangan Froude

aliran yang akan melintasi kolam tersebut. Karena Froude number > 4,5 maka digunakan kolam olak type USBR type II. Saluran transisi diperlukan karena adanya perubahan bentuk penampang saluran pengatur dengan saluran peluncur. Bentuk saluran transisi ditentukan sebagai berikut :

Gambar 5.33 Panjang Loncatan Hidrolis Pada Kolam Olak Datar

• Dengan Fr = 6.30 dari grafik didapatkan nilai L/D2 = 4

• Fr =

1

D g

V

• 6,30 =

1 * 8 , 9

68 , 16

D

• D1 = 0.715 m

V -44

• D2/D1 = 0,5 x [

(

1 8 2

)

- 1

r F

+ ]

• D2/0.715 = 0,5 x [ (1+8*6.302) -1 ]

• D2 = 6,02 m

• L = 4 * 6,02 = 28,08m ~ 29 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.

Gambar 5.34 Ukuran Gigi-Gigi Pemencar dan Gigi-Gigi Benturan Aliran

1. Dimensi kolam olakan

1. Ukuran kolam olakan adalah 20 m x 29 m

gigi-V -45 gigi dibuat 13 buah @ 0,75 m, jarak antara gigi-gigi = 0,75 m dan jarak tepi ke dinding masing-masing = 0,625 m, cek jumlah jarak = 13 * 0,75 * + 12 * 0,75 + 2 * 0,625 = 20 m

3. Ukuran ambang ujung hilir kolam olakan dengan mengacu pada gambar 5.26 didapatkan nilai D2 = 6,02 Æ S2 = 0,15 * 6,02 = 1 m, karena lebar kolam olakan adalah 20 m maka jumlah gigi-gigi dibuat = 10 buah @ 1 m, jarak antara gigi-gigi = 1 m dan jarak tepi ke dinding masing-masing = 0,5 m Æ cek jumlah jarak = 10 *1 + 9 * 1 + 2 * 0,5 = 20 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. _d13

Fb minimal = 0,5 s/d 0,6 m di atas permukaan aliran 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 = 2,69 m

b = 20 m

A = 2,69 * 20 = 53,8 m²

V -46 Tinggi jagaan :

Fb = 0,10 * 4,54 * 2,69 Fb = 1,22 m

Atau

Fb = 0,6 + (0,037 * 4,54 * 2,691/3) Fb = 0,833 m

Dipakai nilai tertinggi yaitu Fb = 1,22 m dibulatkan Fb = 1,5 m.

5.5.6 Rencana Teknis Hidrolis

Garis dasar saluran ditentukan dengan perhitungan hidrolik yang dilakukan mengacu pada persamaan Barnoulli.Dalam menentukan dimensi, kecepatan aliran, bilangan Froude dibantu dengan program HEC-RAS.

Elevasi ambang hilir = elevasi ambang udik

e

V1 = Kecepatan aliran air pada bidang-1 (m/dtk) V2 = Kecepatan aliran air pada bidang-2 (m/dtk) hd1 = Kedalaman air pada bidang-1 (m)

hd2 = Kedalaman air pada bidang-2 (m)

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

V -47 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 (m)

n = Angka kekasaran saluran = 0,01

5.5.6.1 Perhitungan dengan program HEC-RAS 1. Geometric Data

Dalam geometric data kita input dimensi rencana dari saluran pelimpah untuk setiap cross section. Setiap cross section mempunyai dimensi dan elevasi yang berbeda sesuai dengan gambar rencana. Dalam hal ini saluran pelimpah dibagi dalam 19 cross section. 17 cross section yang akan di Run dalam supercritical dan 2 cross section yang di Run dalam subcritical.

V -48 2. Steady Flow Data

Dalam steady flow data kita input debit banjir yang melalui spillway dalam hal ini adalah 244,2 m³/dtk dan elevasi air diatas mercu +231,200.

Gambar 5.37 Steady Flow Data

3. Compute HEC-RAS

Setelah input selesai maka compute bisa dilakukan. Compute dibagi menjadi 3, subcritical untuk saluran landai, supercritical untuk saluran curam dan mixed untuk gabungan. Dalam hal ini dilakukan 2 compute yaitu subcritical dan supercritical.

V -49

Gambar 5.38 Compute HEC-RAS

4. Result HEC-RAS

Dengan menggunakan program HEC-RAS kita bisa mencari elevasi air di atas saluran, kemiringan saluran, kecepatan aliran dan juga bilangan Froude.

Tabel 5.12 Hasil HEC-RAS compute Supercritical

V -50

Tabel 5.13 Hasil HEC-RAS compute Subcritical

V -51

5.6 Analisis Stabilitas Bangunan Pelimpah Dengan Plaxis V.7.1

Plaxis V.7.1 yang notabene adalah program analisa geoteknik, terutama untuk analisa stabilitas tanah dengan menggunakan metode elemen hingga yang mampu melakukan analisa yang dapat mendekati perilaku sebenarnya. Geometri tanah yang akan dianalisa memungkinkan untuk diinput dengan cukup teliti. Karena Plaxis dilengkapi fitur – fitur khusus yang berhubungan dengan banyak aspek dari struktur geometri yang komplek.

Selain itu Plaxis V.7.1 menyediakan berbagai analisa tentang

displacement, tegangan-tegangan yang terjadi pada tanah, faktor keamanan (SF) dan lain-lain. Oleh sebab itu pada perhitungan analisa kestabilan bangunan pelimpah kali ini menggunakan Plaxis V.7.1.

Tabel 5.14 Desain Material untuk Bangunan Pelimpah

kedalaman jenis tanah tipe γdry γsat v E c φ ψ k

kelempungan undrained 12.28 16.11 0.24 20000 14.8 19.97 0.18 5.167E-03

3 - 6 m

Lempung

kepasiran undrained 11.85 16.04 0.27 2000 12.2 22.11 0.17 4,1E-03

6 - … Tanah keras drained 20.45 24.57 0.3 50000 10.25 8,95 0.11 8.65E-03

5.6.1Tahap Awal Perhitungan

V -52

dengan menekan toolbar untuk menuju PLAXIS CALCULATION V

7.1.

5.6.2 Plaxis Calculations

Perhitungan stabilitas Waduk Ciniru dengan Plaxis 7.1 ditinjau pada kondisi-kondisi di bawah ini.

1. Kondisi tanah asli, kondisi dimana tegangan dan regangan awal akibat berat tanah sendiri

2. Kondisi pelimpah, kondisi dimana terjadi tegangan dan regangan yang diakibatkan oleh beban pelimpah dengan muka air sama dengan muka air tanah.

3. Kondisi air normal, kondisi dimana terjadi tegangan dan regangan yang diakibatkan oleh beban pelimpah dan air pada tampungan terisi sampai puncak mercu pelimpah.

4. Kondisi melimpah, kondisi dimana air pada tampungan melimpah diatas mercu pelimpah.

V -53

5.6.3 Plaxis Output V 7.1

A. Kondisi tanah asli

Kondisi tanah asli adalah kondisi dimana belum ada timbunan dan bangunan pelimpah diatasnya. Gaya-gaya yang bekerja adalah akibat berat tanah asli sendiri dan tekanan air tanah. Setelah dilakukan perhitungan dengan

Plaxis 7.1 didapat bahwa pada kondisi ini terjadi deformasi sebesar 2,93 cm dengan angka keamanan 2,37.

Gambar 5.41 Tampilan Plaxis Calculations dan Parameter yang Akan Diperhitungkan

V -54

B. Kondisi Pelimpah Awal

Kondisi dimana terjadi tegangan dan regangan yang diakibatkan oleh beban pelimpah dengan muka air sama dengan muka air tanah. Setelah dilakukan perhitungan dengan Plaxis 7.1 didapat bahwa pada kondisi ini terjadi deformasi sebesar 14,8 cm dengan angka keamanan 1,84.

C. Kondisi Air Normal

kondisi dimana terjadi tegangan dan regangan yang diakibatkan oleh beban pelimpah dan air pada tampungan terisi sampai puncak mercu pelimpah. Setelah dilakukan perhitungan dengan Plaxis 7.1 didapat bahwa pada kondisi ini terjadi deformasi sebesar 14,8 cm dengan angka keamanan 2,07.

Gambar 5.43 Arah Pergerakan Tanah pada Kondisi Pelimpah awal

V -55

D. Kondisi Melimpah

Kondisi dimana air pada tampungan melimpah diatas mercu pelimpah. Setelah dilakukan perhitungan dengan Plaxis 7.1 didapat bahwa pada kondisi ini terjadi deformasi sebesar 79,6 cm dengan angka keamanan 1,39.

E. Angka Keamanan (Safety Factor)

Dari keadaan-keadaan yang dianalisis dapat diketahui besarnya angka keamanan pada tiap-tiap keadaan tersebut. Besar angka keamanan ditampilkan dalam bentuk grafik seperti gambar dibawah ini.

Gambar 5.45 Arah Pergerakan Tanah pada Kondisi Pelimpah Dengan Air Melimpah

V -56

Gambar 5.47 Angka Keamanan Titik A,B,C,D,E,F

Gambar 5.48 Grafik Angka Keamanan (SF) Tubuh Bangunan Pelimpah Tanah Asli

Pelimpah Awal

Kondisi Melimpah

V -57

5.7. Bangunan Penyadap

Bangunan penyadap dalam perencanaan ini dipakai tipe penyadap menara, hasil sadapan kemudian dialirkan ke hilir sungai melalui bangunan pengambilan untuk dimanfaatkan sebagai air baku dan kebutuhan irigasi. Dan dalam Tugas Akhir kali ini perencanaan bangunan penyadap maupun bagian-bagian lainnya tidak memperhitungkan perhitungan-perhitungan strukturnya.

PINTU AIR MENARA PENGAMBILAN

BETON BERTULANG BETON BERTULANG

RIP-RAP

JEMBATAN PELAYANAN

Gambar 5.49. Bangunan Penyadap

1. Konstruksi dan pondasi bangunan penyadap menara

V -58 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.

Tinggi menara adalah 38 m, yang pembuatannya masih memungkinkan, baik ditinjau secara ekonomis maupun secara konstruktif. Menara penyadap berbentuk persegi panjang, didalam menara tersebut terdapat ruang kosong yang berukuran 8 m x 8 m dan didalamnya terdapat anak tangga untuk memudahkan exploitasi dan pemeliharaannya.

2. Terowongan Pengambilan

V -59

3. Terowongan Pengelak

Saluran pengelak berfungsi untuk mengelakkan air yang dibendung oleh

Cofferdam agar tempat yang akan dibuat waduk benar-benar terbebas dari air. Terowongan saluran pengelak menggunakan pipa beton bertulang K350, supaya lebih dapat lebih memudahkan pembuatannya serta pekerjaan pelaksanaannya dan memudahkan exploitasi pemeliharaannya maka dipilih pipa dengan diameter 6,0 m panjang 310 m yang berpenampang lintang berbentuk ladam yang telah distandardkan (standard horse-shoe shaped cross section).

Pemilihan diameter pipa dengan menggunakan perhitungan HEC-HMS dan grafik hubungan harga/volume timbunan cofferdam dengan harga/volume beton bertulang. Setelah pembangunan waduk selesai, bagian ujung hulu pipa ditutup beton dan saluran pengelak ini juga berfungsi sebagai saluran pengambilan yang fungsinya sebagai saluran untuk mengalirkan air dari pintu air menara penyadap di hulu menuju ke saluran pemanfaatan air tampungan di hilir.

= Kurva Elevasi Cofferdam = Kurva Diameter pipa outlet

Gambar 5.50 Grafik Hubungan Diameter Pipa Dengan Volume Timbunan Harga (dalam miliar rupiah)

V -60

4. Perencanaan Pintu Air

Elevasi dasar pintu air terletak diatas elevasi tampungan sedimen , elevasi tampungan sediman adalah +213,00. Direncanakan elevasi dasar pintu air yaitu +214m, Lubang sadap direncanakan berbentuk persegi.

Dimensi lubang direncanakan berdasarkan elevasi muka air minimum dan maksimum tampungan . Pada saat muka air minimum, untuk memenuhi debit air yang akan dimanfaatkan diharapkan pintu air dalam keadaan dibuka penuh.

Elevasi muka air maksimum : +231,21 m

Elevasi muka air minimum : +229,21 m

Q = v . A

Q : debit penyadap sebuah lubang (m3/dt) = 0,526 m3/dt

(Q kebutuhan air)

A : luas penampang penyadap (m2) = 2 x 0,25 m2

v : kecepatan aliran (m/dt)

maka:

Q = V . A

0,526 = V . (2 x 0,25)

V = 1,052 m/dt 2 m/dt  Memenuhi Syarat

V -62

K 225 D 30

PINTU AIR ELEVASI SEDIMEN +214,0 m

+213,0 m BATANG ULIR

BETON BERTULANG

Gambar 5.52 Pintu Air

5.8. Operasional Pintu Air

Debit aliran air pada pintu air tergantung dari elevasi muka air tampungan dan besarnya bukaan pintu. Operator pintu air harus mengetahui elevasi muka air tampungan untuk menentukan besarnya bukaan pintu sehingga debit air yang disalurkan bisa sesuai.

Debit air berdasarkan besarnya bukaan pintu air adalah :

Q = C A 2g ∆H

Q : debit penyadap sebuah lubang (m3/dt) = 0,526 m3/dt (Q kebutuhan air)

A : luas penampang penyadap (m2) = 2 x 0,25 m2 C : koefisien debit = 0.62

g : percepatan gravitasi = 9,8 m/det²

V -63 Tabel 5.14 Operasional Pintu Air

Elevasi muka air (m) Bukaan pintu air (m)

229.21 0,09987

Sumber: Hasil Perhitungan

0.091

229.21 229,46 229.71 229.96 230.21 230.46 230.71

B

Grafik

 

Operasional

 

Pintu

 

Air