KAJIAN SISTEM DRAINASE SUNGAI TENGGANG DAN SUNGAI SRINGIN SEMARANG TIMUR - Diponegoro University | Institutional Repository (UNDIP-IR)

(1)

BAB VI

USULAN ALTERNATIF

6.1. TINJAUAN UMUM

Berdasarkan hasil analisis penulis yang telah dilakukan pada bab sebelumnya, debit banjir rencana (Q) sungai Sringin dan sungai Tenggang untuk periode ulang 10 tahun rawan banjir. Maka penulis mengusulkan alternatif penanganan banjir secara teknis untuk sungai Sringin dan sungai Tenggang adalah dengan melakukan Normalisasi Sungai, serta membangun bangunan pengendalian banjir berupa Retarding Pond dan Pompa.

Berdasarkan uraian sebelumnya maka dapat disimpulkan pula bahwa banjir yang terjadi di daerah Semarang Timur merupakan banjir lokal yang terjadi didaerah tersebut dan banjir lokal yang diakibatkan oleh genangan air laut pasang.

Hal tersebut merupakan permasalahan yang sangat komplek. Dalam menangani permasalahan tersebut dapat ditinjau dari aspek teknis dan aspek non teknis, seperti mengikutsertakan seluruh lapisan masyarakat dan lembaga serta instansi terkait secara terkoordinasi. Perencanaan konstruksi pengendali banjir baik kolam penampungan (retarding pond), pompa maupun normalisasi sungai diupayakan sesuai dengan kriteria yang diinginkan, baik dari segi konstruksi, kualitas, volume tampungan, fungsi, manfaat, maupun pembiayaannya sehingga harus dilakukan perencanaan dengan baik dan matang. Perencanaan ini harus didasarkan pada pertimbangan teknis dengan tidak mengabaikan pertimbangan non teknis. Adapun lebih jelasnya usulan alternatif tersebut adalah sebagai berikut :

6.2. USULAN ALTERNATIF SECARA TEKNIS 6.2.1. Normalisasi Sungai

(2)

perubahan bentuk penampang yang mana bentuk penampang setelah di normalisasi menjadi berbentuk persegi.

Rumus yang digunakan pada perhitungan normalisasi Sungai Sringin dan Sungai Tenggang adalah sebagai berikut :

A S : Kemiringan dasar saluran

A : Luas penampang basah → Persegi ; A=B×H

P : Keliling penampang basah (m) → Persegi ; P=B+2H Contoh perhitungan normalisasi sungai pada Sungai Sringin Data pada sta Ks – Js

(3)

s m Q 1,515 0,00222 19,759 53,399 /

023 , 0

1 _× 2₃_× 1₂_× ₌ 3

=

(4)

(5)

Tabel 6.1 Perhitungan Kapasitas Debit Saluran Sungai Sringin

No Jarak Elevasi Dasar B H w A Bentuk P R V Qdesain Qpeak

Sta (m) Hilir Hulu S n (m) (m) (m) (m2) Penampang (m) (m) (m/s) (m3/s) (m3/s)

Ks

800 5,538 7,138 0,00222 0,023 8,250 2,395 0,5 19,759 Persegi 13,040 1,515 2,703 53,399 52,810

Js

2300 2,088 5,538 0,00195 0,023 16,000 2,280 0,5 36,480 Persegi 20,560 1,774 2,814 102,652 100,185

Is

250 1,088 2,088 0,00130 0,023 20,000 2,331 0,5 46,620 Persegi 24,662 1,890 2,397 111,732 137,182

Hs

1800 0,808 1,088 0,00080 0,023 20,000 2,056 0,5 41,120 Persegi 24,112 1,705 1,755 72,180 102,935

Gs

200 0,668 0,808 0,00073 0,023 20,000 2,681 0,5 53,620 Persegi 25,362 2,114 1,935 103,758 153,945

Fs

1600 -0,932 0,668 0,00095 0,023 25,000 2,078 0,5 51,950 Persegi 29,156 1,782 1,970 102,319 139,708

Es

700 -1,632 -0,932 0,00111 0,023 30,000 1,658 0,5 49,740 Persegi 33,316 1,493 1,892 94,118 131,738

Ds

700 -1,870 -1,632 0,00075 0,023 30,000 2,252 0,5 67,560 Persegi 34,504 1,958 1,864 125,904 166,648

Cs

200 -2,040 -1,870 0,00066 0,023 30,000 2,304 0,5 69,120 Persegi 34,608 1,997 1,771 122,443 185,961

Bs

950 -2,460 -2,040 0,00072 0,023 30,000 2,278 0,5 68,340 Persegi 34,556 1,978 1,838 125,617 181,740

As

Sumber : Hasil Perhitungan

Keterangan :

(6)

Fs – Es : Jalan Raya Semarang – Demak Es – As : Daerah Srimulyo

Tabel 6.2 Perhitungan Kapasitas Debit Saluran Sungai Tenggang

No Jarak Elevasi Dasar B H w A Bentuk P R V Qdesain Qpeak

Sta (m) Hilir Hulu S n (m) (m) (m) (m2) Penampang (m) (m) (m/s) (m3/s) (m3/s)

Ot

3100 9,464 15,974 0,00233 0,023 5,600 2,133 0,5 11,945 Persegi 9,866 1,211 2,384 28,477 28,285

Nt

1700 5,893 9,464 0,00233 0,023 7,600 2,274 0,5 17,282 Persegi 12,148 1,423 2,655 45,880 45,775

Mt

700 4,844 5,893 0,00200 0,023 8,000 2,592 0,5 20,736 Persegi 13,184 1,573 2,630 54,529 54,279

Lt

1900 3,210 4,844 0,00132 0,023 25,000 2,217 0,5 55,425 Persegi 29,434 1,883 2,409 133,507 135,634

Kt

300 2,990 3,210 0,00089 0,023 20,000 2,692 0,5 53,840 Persegi 25,384 2,121 2,141 115,284 139,192

Jt

450 1,865 2,990 0,00180 0,023 20,000 2,161 0,5 43,220 Persegi 24,322 1,777 2,706 116,963 154,624

It

900 1,416 1,865 0,00167 0,023 18,000 2,586 0,5 46,548 Persegi 23,172 2,009 2,829 131,671 154,026

Ht

300 1,025 1,416 0,00100 0,023 25,000 2,416 0,5 60,400 Persegi 29,832 2,025 2,200 132,906 156,052

Gt

450 0,715 1,025 0,00111 0,023 25,000 2,262 0,5 56,550 Persegi 29,524 1,915 2,234 126,339 159,304

Ft

300 0,055 0,715 0,00161 0,023 20,000 2,246 0,5 44,920 Persegi 24,492 1,834 2,614 117,418 164,179

Et

120 -0,555 0,055 0,00173 0,023 14,000 3,200 0,5 44,800 Persegi 20,400 2,196 3,055 136,880 206,455

(7)

650 -1,090 -0,555 0,00101 0,023 29,500 2,268 0,5 66,906 Persegi 34,036 1,966 2,168 145,072 209,689

Ct

300 -1,860 -1,090 0,00100 0,023 31,150 2,195 0,5 68,374 Persegi 35,540 1,924 2,127 145,417 213,890

Bt

1000 -1,980 -1,860 0,00057 0,023 27,900 2,836 0,5 79,124 Persegi 33,572 2,357 1,838 145,460 200,782

At

Keterangan :

Ot – Nt : Jalan Brigjen S, Sudiarto Nt – Mt : Daerah Palebon Mt – Lt : Daerah Tlogosari Kulon Lt – Kt : Daerah Muktiharjo Kidul Kt – Ft : Jalan Muktiharjo Raya Ft – Dt : Jalan Kaligawe

(8)

6.2.2. Back Water

Tabel 6.3 Perhitungan Back Water Saluran Sungai Sringin setelah di Normalisasi

No Jarak Q Elv Elv y H B A P V V2/2g H R Sf Sf rata dX DE H

STA (m) (m/s) D.S M.A (m) (m) (m) (m) (m) (m/s) (m) (m) (m) (m) (m) (m)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

As 125.617 -2.460 0.450 2.901 2.278 30.00 87.030 35.802 1.443 0.106 3.007 2.431 0.0003372 3.008

950 0.0003459 950 0.329

Bs 122.443 -2.040 0.768 2.808 2.304 30.00 84.240 35.616 1.454 0.108 3.336 2.365 0.0003546 3.337

200 0.0003893 200 0.078

Cs 125.904 -1.870 0.830 2.700 2.252 30.00 81.000 35.400 1.554 0.123 3.413 2.288 0.0004239 3.414

700 0.0003240 700 0.227

Ds 94.118 -1.632 1.116 2.748 1.658 30.00 82.440 35.496 1.142 0.066 3.642 2.323 0.0002242 3.641

700 0.0004682 700 0.328

Es 102.319 -0.932 1.346 2.278 2.078 25.00 56.950 29.556 1.797 0.165 3.971 1.927 0.0007122 3.969

100 0.0010262 1,600 1.642

Fs 103.758 0.668 2.868 2.200 2.681 20.00 44.000 24.400 2.358 0.283 5.611 1.803 0.0013402 5.611

Keterangan :

Ks – Is : Daerah Sembungharjo Is – Fs : Daerah Banjardowo

(9)

Tabel 6.4 Perhitungan Back Water Saluran Sungai Tenggang setelah di Normalisasi

No Jarak Q Elv Elv y H B A P V V2/2g H R Sf Sf rata dX DE H

STA (m) (m/s) D.S M.A (m) (m) (m) (m) (m) (m/s) (m) (m) (m) (m) (m) (m)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 17

At 145.460 -1.980 1.000 3.091 2.836 27.90 86.239 34.082 1.687 0.145 3.236 2.530 0.0004365 3.237

1,000 0.0003489 1,000 0.349

Bt 145.417 -1.860 1.508 3.368 2.195 31.15 104.913 37.886 1.386 0.098 3.586 2.769 0.0002614 3.586

300 0.0004395 300 0.132

Ct 145.072 -1.090 1.562 2.652 2.268 29.50 78.234 34.804 1.854 0.175 3.717 2.248 0.0006177 3.718

650 0.0016807 650 1.092

Dt 136.880 -0.555 2.180 2.735 3.200 14.00 38.290 19.470 3.575 0.651 4.811 1.967 0.0027437 4.810

32 0.0013719 120 0.165

Keterangan :

Ot – Nt : Jalan Brigjen S, Sudiarto Nt – Mt : Daerah Palibon Mt – Lt : Daerah Tlogosari Kulon Lt – Kt : Daerah Muktiharjo Kidul Kt – Ft : Jalan Muktiharjo Raya Ft – Dt : Jalan Kaligawe

(10)

6.2.3 Pompa Air dan Retarding Pond

Pompa air diusulkan penulis sebagai alternatif penanganan bangunan

pengendalian banjir untuk mengalirkan air dari Sungai Tenggang dan Sungai

Sringin disaat pintu air difungsikan atau saat terjadi pasang. Perencanaan pompa

air yang diusulkan penulis sebagai berikut.

KAPASITAS KOLAM

Perhitungan kapasitas kolam dimaksudkan untuk menentukan batasan maksimum

yang dapat ditampung oleh kolam penampungan. Volume air hujan yang terjadi

dihitung dengan metode Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu.

Perhitungan Hujan Efektif

Dalam memperkirakan pola hujan digunakan tabel yang diperoleh dari Tanimoto

berdasarkan penelitian Dr. Boerema (lihat Tabel 6.5)

Tabel 6.5 Distribusi Hujan Tiap Jam

Jam Hujan (mm)

ke 170 230 350 470

1 87 90 96 101

2 28 31 36 42

3 18 20 26 31

4 11 14 20 25

5 8 11 16 22

6 6 9 14 20

7 6 8 13 19

8 4 7 12 18

9 2 5 10 15

10 5 10 15

11 4 9 14

(11)

13 4 9 14

Sumber : Iman Subarkah,1980

Kehilangan (Φ) diambil 12 mm/jam.

1. Sungai Tenggang

Luas catchment area = 20,7413 km2

Panjang sungai (L) = 12,170 km

Dipakai hujan efektif periode 10 tahun

(12)

Tabel 6.6 Ordinat Hidrograf Satuan Sungai Tenggang

t (jam)

Q (m3/det/mm)

Keterangan

0 0

2,008 1,909 Tp

4,424 0,573 T0,3

8,048 0,172 1,5 T0,3

10 0,106 1,5 T0,3 + 2,048

(13)

Tabel 6.7 Perhitungan Hujan Efektif Sungai Tenggang

Jam ke Hujan Kehilangan (Φ)

Hujan

efektif

230 12 (3-4)

mm mm mm

1 2 3 4

1 90 12 78

2 31 12 19

3 20 12 8

4 14 12 2

5 11 12 0

6 9 12 0

7 8 12 0

8 7 12 0

9 5 12 0

10 5 12 0

11 4 12 0

12 4 12 0

13 4 12 0

14 4 12 0

15 3 12 0

16 3 12 0

17 3 12 0

18 3 12 0

(14)

Tabel 6.8 Perhitungan Hidrograf Banjir Sungai Tenggang

3 1,164 90,792 35,929 2,864 0,000 129,585

4 0,707 55,146 22,116 15,128 0,716 93,106

5 0,473 36,894 13,433 9,312 3,782 63,421

6 0,339 26,442 8,987 5,656 2,328 43,413

7 0,243 18,954 6,441 3,784 1,414 30,593

8 0,175 13,650 4,617 2,712 0,946 21,925

9 0,136 10,608 3,325 1,944 0,678 16,555

10 0,106 8,268 2,584 1,400 0,486 12,738

(15)

Gambar 6.2 Hidrograf Banjir Sungai Tenggang

6.2.3.1 Flood Routing

Perhitungan flood routing berpedoman pada persamaan kontinuitas

dalam penampungan. Flood routing digunakan untuk mengetahui volume air

yang tertampung dalam kolam tampungan (Retarding Pond) dan tinggi air

dalam kolam pada waktu tertentu, serta untuk menentukan kapan waktu

dioperasikannya pompa.

Contoh :

Pada jam -1 dan jam -2 Sungai Tenggang, perhitungannya sebagai berikut :

T = 1 jam = 3600 detik

Qi (jam -1) = 0 m3/det

Qi (jam -2) = 8,840 m3/det

VQi(jam – 1) = Qi x T = 0 m3/det x 3600 detik

= 0 m3/det

VQi(jam – 2) = Qi x T = 8,840 m3/det x 3600 detik

= 31824 m3

∑ VQi = 0 + 31824= 31824m3

Qo(jam – 1) = 0

VQo(jam – 1) = 0

(16)

VQo(jam – 2) = Qo x T = 0 m3/det x 3600 detik

= 0 m3

∑ VQo = 0 + 0 = 0 m3

∆s(jam – 1) = 0 m3

∆s(jam – 2) = (Qi-Qo) x ∆t

= (8,840 –0) x 3600 = 31824 m3

Volume kolam(jam – 1) = 0 m3

Volume kolam(jam – 2) = ∆s(jam – 1) + ∆s(jam – 2)

= 0 + 31824

= 31824m3

H kolam(jam – 1) = Volume kolam(jam – 1)/ Luas rencana kolam

= 0 m3/ 10500 m2

= 0 m

H kolam(jam – 2) = Volume kolam(jam – 2)/ Luas rencana kolam

= 31824m3/ 10500 m2

(17)

(18)

Tabel 6.9 Perhitungan Flood Routing Sungai Tenggang

8,.840 31.824,.000 31.824,000 3,031 0,000 0 0 31.824,000 31.824,000 pompa belum bekerja

3.600

3

0,000 0,000 31.824,000 1,317 5,000 18.000 18.000 -18.000,000 13.824,000

2 pompa bekerja, @ 2,5 m3/dt

3.600

4

0,000 0,000 31.824,000 0,459 2,500 9.000 27.000 -9.000,000 4.824,000

(19)

(20)

(21)

(22)

Gambar 6.3 Kurva Hidrograf Air Kolam Sungai Tenggang

2. Sungai Sringin

Luas catchment area = 16,6602 km2

Panjang sungai (L) = 9,5 km

Dipakai hujan efektif periode 10 tahun

(23)

Tabel 6.10 Ordinat Hidrograf Satuan Sungai Sringin

Gambar 6.4 Kurva Ordinat Hidrograf Sungai Sringin

Tabel 6.11 Perhitungan Hujan Efektif Sungai Sringin

(24)

12 4 12 0

Tabel 6.12 Perhitungan Hidrograf Banjir Sungai Sringin

t UH Hujan efektif (mm)

3 0,890 69,420 30,609 3,440 0,000 103,469

4 0,507 39,546 16,910 12,888 0,860 70,204

5 0,342 26,676 9,633 7,120 3,222 46,651

6 0,230 17,940 6,498 4,056 1,780 30,274

7 0,157 12,246 4,370 2,736 1,014 20,366

8 0,116 9,048 2,983 1,840 0,684 14,555

9 0,087 6,786 2,204 1,256 0,460 10,706

10 0,064 4,992 1,653 0,928 0,314 7,887

11 0,048 3,744 1,216 0,696 0,232 5,888

12 0,036 2,808 0,912 0,512 0,174 4,406

13 0,026 2,028 0,684 0,384 0,128 3,224

14 0,020 1,560 0,494 0,288 0,096 2,438

15 0,015 1,170 0,380 0,208 0,072 1,830

16 0,011 0,858 0,285 0,160 0,052 1,355

17 0,008 0,624 0,209 0,120 0,040 0,993

18 0,006 0,468 0,152 0,088 0,030 0,738

19 0,004 0,312 0,114 0,064 0,022 0,512

20 0,003 0,234 0,076 0,048 0,016 0,374

21 0,003 0,195 0,057 0,032 0,012 0,296

22 0,002 0,140 0,048 0,024 0,008 0,220

23 0,001 0,109 0,034 0,020 0,006 0,169

(25)

(26)

(27)

Tabel 6.13 Perhitungan Flood Routing Sungai Sringin

2 8,211 29.559,600 29.559,600 2,815 0,000 0 0 29.559,600 29.559,600 pompa belum bekerja

3.600

3 0,000 0,000 29.559,600 1,101 5,000 18.000 18.000 -18.000,000 11.559,600

2 pompa bekerja, @ 2,5 m3/dt

3.600

4 0,000 0,000 29.559,600 0,244 2,500 9.000 27.000 -9.000,000 2.559,600

1pompa bekerja, @ 2,5 m3/dt

3.600

5 0,000 0,000 29.559,600 0,244 0,000 0 27.000 0,000 2.559,600 pompa sudah tidak bekerja

3.600

(28)

3.600

(29)

3.600

(30)

3.600

(31)

6.2.3.2 Perhitungan Konstruksi Dinding Tampungan

a. Kondisi Kosong Air

Gambar 6.7 Gaya-gaya tekanan tanah pada dinding kolam tampungan kondisi kosong air

Dimensi dinding tampungan

1. Sungai Tenggang periode 10 th

Direncanakan bangunan kolam tampungan yang berupa pasangan batu kali yang

fungsinya menahan tekanan tanah.

Panjang kolam 150 m

Lebar kolam 70 m

Tinggi kolam 3 m

Luas kolam 10500 m2

Lebar puncak 30 cm – H/2 diambil 50 cm

Lebar dasar pondasi 0,5-0,7H diambil B = 250 cm

Tebal kaki dan tumit H/6-H/8 diambil d = 50 cm

Lebar tumit dan kaki ( 0,5-1) diambil b1 = 50 cm

Berat volume tanah (γt) = 1,7 t/m3

Berat volume pasangan (γpas) =2 t/m3

(32)

Gaya – gaya yang bekerja pada dinding penahan tanah:

Pa2 = pengaruh tanah di belakang dinding

= ½ *H2* γt *Ka = ½*3,52*1,7*0,33 = 3,436 t

Gaya pasif

Pp = ½*H2* γt *Kp = ½*0,52*1,7*3 = 0,638 t

Momen aktif

Ma = (Pa1* ha1)+(Pa2*ha2)-( Pp*hp/3) = ( 0,462*1,75)+( 3,436*3,5/3)-( 0,638*

0,5/3)

= 4,711 tm

Momen pasif

Tabel 6.14

Momen pasif dinding tampungan sungai Tenggang kondisi kosong air

No Berat Konstruksi

( ton )

Jarak terhadap titik A

(33)

Kontrol terhadap bahaya guling :

Sf =

∑

MpA /

∑

momenaktif > 2

= 38,566 /4,711 = 8,186 > 2 ...aman

Kontrol terhadap bahaya geser :

Sf = (

∑

G * tan 30 + c* B) /

∑

Pa = (20,150 * tan 30 + 3*3,5)/ 3,898

= 5,678 > 1,5 ...aman

Kontrol terhadap daya dukung tanah :

ult = c*Nc+(f * γt*qo) * Nq+0,5* γt *B*Nγ

= (3*37,2)+(1,71*1,7*0,40*22,5)+(0,5*1,7*3,5*19,7)

=111,6+26,163+58,608 = 196,37 t/m2

Dimana : φ =30° Nc= 37,2 Nq=22,5 Nγ =19,7 all = ult /1,5

= 196,37/1,5 = 130,913 t/m2

max =

∑

G/A +

∑

M / W

= 20,150 /(0,5*3,5 )+ 4,711 /(0,7*3,5*3,5/6 )

= 11,514+6,733 = 18,247 t/m2 < 130,913 t/m2...aman

Kontrol terhadap eksentrisitas :

Syarat : e < B/6

( 1/2B – e )*

∑

G =

∑

MpA ( ½*3,5-e )*20,150 = 38,566 - 4,711

e = 0,070 < 3,5/6

(34)

2. Sungai Sringin periode 10 th

Panjang kolam 150 m

Lebar kolam 70 m

Tinggi kolam 3 m

Luas kolam 10500 m2

Lebar dasar pondasi 0,5-0,7H diambil B = 250 cm

Tebal kaki dan tumit H/6-H/8 diambil d = 50 cm

Lebar tumit dan kaki ( 0,5-1) diambil b1 = 50 cm

Sudut gesek (φ ) = 30° Kohesi ( c ) =3 t/m2

Ka = tg2 ( 45- φ /2 ) = tg2 ( 45-30/2 ) = 0,33

Kp = tg2 ( 45+ φ /2 ) = tg2 ( 45+30/2 ) = 3

Gaya aktif

Pa1 = pengaruh beban terbagi rata

= q*Ka*H = 0,4*0,33*3,5 = 0,462 t

= ½ *H2* γt *Ka = ½*3,52*1,7*0,33 = 3,436 t

Gaya pasif

(35)

Momen aktif

Ma = (Pa1* ha1)+(Pa2*ha2)-( Pp*hp/3) = ( 0,462*1,75)+( 3,436*3,5/3)-( 0,638*

0,5/3)

= 4,711 tm

Momen pasif

Tabel 6.15

Momen pasif dinding tampungan sungai Sringin kondisi kosong air

No Berat Konstruksi

( ton )

Jarak terhadap titik A (m)

Momen terhadap titik A (tm)

Sf =

∑

MpA /

∑

momenaktif > 2

= 38,566 /4,711 = 8,186 > 2 ...aman

(36)

all = ult /1,5

= 196,37/1,5 = 130,913 t/m2

max =

∑

G/A +

∑

M / W

= 20,150 /(0,5*3,5 )+ 4,711 /(0,7*3,5*3,5/6 )

= 11,514+6,733 = 18,247 t/m2 < 130,913 t/m2...aman

Syarat : e < B/6

( 1/2B – e )*

∑

G =

∑

MpA ( ½*3,5-e )*20,150 = 38,566 - 4,711

e = 0,070 < 3,5/6

= 0,070 < 0,583...aman

b. Kondisi Penuh Air

Gambar 6.8 Gaya-gaya tekanan tanah pada dinding kolam tampungan

kondisi penuh air

1. Sungai Tenggang periode 10 th

Panjang kolam 150 m

Lebar kolam 70 m

(37)

Luas kolam 10500 m2

Lebar dasar pondasi 0,5-0,7H diambil 250 cm

Tebal kaki dan tumit H/6-H/8 diambil 65 cm

Lebar tumit dan kaki ( 0,5-1) diambil 50 cm

Ka = tg2 ( 45- φ /2 ) = tg2 ( 45-30/2 ) = 0,33

Kp = tg2 ( 45+ φ /2 ) = tg2 ( 45+30/2 ) = 3

Gaya aktif

= q*Ka*H = 0,4*0,33*3 = 0,396 t

= ½ *H2* γt *Ka = ½*32*1,7*0,33 = 2,525 t

Gaya pasif

Pp1 = ½ * γw * h12 * Ka = ½* 1 * 32 * 0,33 = 1,485 t

Pp2 = ½*H2* γt *Kp = ½*0,52*1,7*3 = 0,638 t

Momen aktif

Ma = (Pa1* ha1)+(Pa2*ha2)-(Pp1* (h1/3 + 0,5))+( Pp2*hp/3)

= ( 0,396*1,50)+(2,525*3/3)-(1,485*(3/3+0,5))+( 0,638* 0,5/3)

= 3,119-2,334 tm

(38)

Momen pasif

Tabel 6.16

Momen pasif dinding tampungan sungai Tenggang kondisi penuh air

No Berat Konstruksi

( ton )

Sf =

∑

MpA /

∑

momenaktif > 2

= 38,566 /0,785 = 49,129 > 2...aman

(39)

Syarat : e < B/6

( 1/2B – e )*

∑

G =

∑

MpA

( ½*3,5-e )*20,150 = 38,566 – 0,785

e = 0,125 < 3,5/6

= 0,125 < 0,583...aman

2. Sungai Sringin periode 10 th

Panjang kolam 150 m

Lebar kolam 70 m

Tinggi kolam 3 m

Luas kolam 10500 m2

Lebar dasar pondasi 0,5-0,7H diambil 250 cm

Tebal kaki dan tumit H/6-H/8 diambil 65 cm

Lebar tumit dan kaki ( 0,5-1) diambil 50 cm

Ka = tg2 ( 45- φ /2 ) = tg2 ( 45-30/2 ) = 0,33

Kp = tg2 ( 45+ φ /2 ) = tg2 ( 45+30/2 ) = 3

Gaya aktif

(40)

Momen pasif dinding tampungan sungai Tenggang kondisi penuh air

No Berat Konstruksi

( ton )

Sf =

∑

MpA /

∑

momenaktif > 2

= 38,566 /0,785 = 49,129 > 2 ...aman

Sf = (

∑

G * tan 30 + c* B) /

∑

Pa = (20,150 * tan 30 + 3*3,5)/ 0,798

(41)

Kontrol terhadap daya dukung tanah :

ult = c*Nc+(f * γt*qo) * Nq+0,5* γt *B*Nγ

= (3*37,2)+(1,71*1,7*0,40*22,5)+(0,5*1,7*3,5*19,7)

=111,6+26,163+58,608 = 196,37 t/m2

Dimana : φ =30° Nc= 37,2 Nq=22,5 Nγ =19,7 all = ult /1,5

= 196,37/1,5 = 130,913 t/m2

max =

∑

G/A +

∑

M / W

= 20,150 /(0,5*3,5 )+ 4,711 /(0,7*3,5*3,5/6 )

= 11,514+6,733 = 18,247 t/m2 < 130,913 t/m2...aman

Syarat : e < B/6

( 1/2B – e )*

∑

G =

∑

MpA

( ½*3,5-e )*20,150 = 38,566 – 0,785

e = 0,125 < 3,5/6

= 0,125 < 0,583...aman

6.2.3.3 Perhitungan Konstruksi Dinding Antara Saluran dan Kolam

Tampungan

Spesifikasi yang digunakan

- Beton dan baja tulangan

Beton yang digunakan adalah beton f”c = 25 Mpa, sedangkan besi tulangan yang

digunakan adalah fy = 400 Mpa.

Dengan karakteristik sebagai berikut :

a. ρmax = β* (450/ (600+fy)) * (R₁/fy)

dimana untuk f’c ≤ 30 Mpa ⇒ β = 0,85

R₁ = 0,85 f’c = 21,25 Mpa = 212,5 kg/cm2

ρmax = 0,85*(450/ (( 600+400))*(21,25/400)

(42)

b. ρmin = 1,4/fy = 1,4/400

= 0,0035

Untuk plat, ρmin = 0,0018 ( tabel 7 Tulangan minimum ρmin yang

disyaratkan menurut SKSNI T15-1991-03 )

c. F_max = β*(450/(600+fy))

) Menentukan tebal dinding :

(43)

Wu = 1,2* 8,2 + 1,6*136,225 = 227,8 KN/m2

DINDING BETON :

Dinding beton dimisalkan terbagi menjadi beberapa bagian dengan ukuran p

= 5 m dan l = 2 m.

Gambar 6.9 Penyaluran beban ke tumpuan untuk pelat dua arah

) Tentukan syarat batas :

lx

) Tentukan momen-momen yang menentukan : m_tx = -0,001 * Wu * l2_x *x

) Perhitungan tulangan

Tebal plat h = 300 mm

Penutup beton (θ_D < 16 mm ) ⇒ p = 40 mm

Diameter tulangan utama arah x dan y = 10 mm

Tinggi efektif arah x adalah :

dx = 300-p-1/2.θ_Dx

(44)

Tinggi efektif arah y adalah :

dy = 300-p-1/2.θ_Dx-1/2 θ_Dy

= 300-40-1/2.10-1/2.10 = 250 mm

) Perhitungan tulangan

Momen tumpuan dalam arah x :

- Momen tumpuan dalam arah-y

(45)

) Pemilihan tulangan Pada tumpuan

a. As_tx = 765 mm2, dipilih tulangan (θ10-100)

b. As_ty = 475 mm2, dipilih tulangan (θ10-150)

Pada lapangan

c. As_lx = 561 mm2, dipilih tulangan (θ10-125)

d. As_ly = 125 mm2_{, dipilih tulangan (}θ_10-250)

Gambar 6.10 Penulangan Dinding Antara Saluran dan Kolam

Tampungan

6.2.3.4 Perhitungan Stabilitas Dinding Antara Saluran dan

KolamTampungan.

1. Sungai Tenggang

a. Kondisi Kolam Penuh Air dan Saluran Kosong

(46)

Ka = tg2 ( 45 - φ/2 ) = tg2 ( 45-30/2 ) = 0,33

Kp = tg2 ( 45 + φ/2 ) = tg2 ( 45+30/2 ) = 3

Gambar 6.11 Gaya-gaya tekanan tanah pada dinding dengan

kondisi kolam penuh air dan saluran kosong sungai Tenggang

Gaya aktif

Pa1 = ½ .

γ

w. h12. Ka = ½ .1 . 32 . 0,33 = 1,485t

Pa2 = γb. h1. Ka = 2,4 . 3 . 0,33 = 2,376 t

Pa3 = ½ . h22. γb. Ka = ½ .0,82 . 2,4. 0,33 = 0,253 t

Pp1 = ½ . h22. γb. Kp = ½ . 0,82 . 2,4 . 3 = 2,304 t

Tekanan Aktif dan Tekanan Pasif

∑Pa = Pa1 + Pa2 + Pa3 = 1,485 + 2,376 + 0,253 = 4,114 t ∑Pp = 2,304 t

Momen Aktif

Ma = Pa1 . ha1 + Pa2 . ha2 + Pa3 . ha3

(47)

Momen Pasif akibat Konstruksi

Tabel 6.18 Momen pasif dinding dengan kondisi kolam penuh air

dan saluran kosong sungai Tenggang

No Berat Kontruksi (ton) Jarak thd Titik A (m) Momen thd titik A (tm)

1. 3,5 . 0,8 . 2,4 = 6,720 0,75 5,040

2. 1,5 . 2,4 . 0,8 = 2,880 0,75 2,160

3. 3,5 . 1 . 0,35 = 1,225 1,325 1,623

∑

G= 10,825 ton

∑

MpA= 8,823 tm

Check terhadap Guling:

Sf =

∑

MpA /

∑

momenaktif > 2

= 8,823/3,246 = 2,718 > 2 ……….aman

Check terhadap Geser:

Sf = (

∑

G . tan 30 + c . B) /

∑

P > 1,5 = (10,825 . tan 30 + 3 . 1,5) / (4,114-2,304)

= 5,947 >1,5……….……….aman

Syarat : e < B/6

( 1/2B – e ).

∑

G =

∑

MpA ( ½.1,5-e ). 10,825 = 8,823-3,246

e = 0,235 < 1,5/6

= 0,235 < 0,250...aman

b. Kondisi Saluran Penuh Air dan Kolam Kosong

Ka = tg2 ( 45 - φ/2 ) = tg2 ( 45-30/2 ) = 0,33

(48)

kondisi saluran penuh air dan kolam kosong sungai Tenggang

Gaya aktif

Pa1 = ½ .γw. h12. Ka = ½ .1 . 2,8362 . 0,33 = 1,327 t

Pa2 = γb. h1. Ka = 2,4 . 2,836 . 0,33 = 2,246 t

Pa3 = ½ . h22. γb. Ka = ½ .0,82 . 2,4. 0,33 = 0,253 t

Pp1 = ½ . h22. γb. Kp = ½ . 0,82 . 2,4 . 3 = 2,304 t

∑Pa = Pa1 + Pa2 + Pa3 = 1,327 +2,246 + 0,253 = 3,826 t ∑Pp = 2,304 t

Momen Aktif

Ma = Pa1 . ha1 + Pa2 . ha2 + Pa3 . ha3

(49)

Tabel 6.19 Momen pasif dinding dengan kondisi saluran penuh air

dan kolam kosong sungai Tenggang

1. 3,5 . 0,8 . 2,4 = 6,720 0,75 5,040

2. 1,5 . 2,4 . 0,8 = 2,880 0,75 2,160

3. 3,5 . 1 . 0,35 = 1,225 1,325 1,623

∑

G= 10,825 ton

∑

MpA= 8,823 tm

Sf =

∑

MpA /

∑

momenaktif > 2

= 8,823/3,282 = 2,689 > 2 ……….aman

Sf = (

∑

G . tan 30 + c . B) /

∑

P > 1,5 = (10,825 . tan 30 + 3 . 1,5) / (3,826 -2,304)

= 7,063 > 1,5…..………..……aman

Syarat : e < B/6

( 1/2B – e ).

∑

G =

∑

MpA ( ½.1,5-e ). 10,825 = 8,823-3,282

e = 0,238 < 1,5/6

(50)

2. Sungai Sringin

a. Kondisi Kolam Penuh Air dan Saluran Kosong

Ka = tg2 ( 45 - φ/2 ) = tg2 ( 45-30/2 ) = 0,33

Kp = tg2 ( 45 + φ/2 ) = tg2 ( 45+30/2 ) = 3

kondisi kolam penuh air dan saluran kosong sungai Sringin

Gaya aktif

Pa1 = ½ .γw. h12. Ka = ½ .1 . 32 . 0,33 = 1,485t Pa2 = γb. h1. Ka = 2,4 . 3 . 0,33 = 2,376 t

(51)

Tabel 6.20 Momen pasif dinding dengan kondisi kolam penuh air

dan saluran kosong sungai Sringin

No Berat Kontruksi

(ton)

Syarat : e < B/6

(52)

( ½.1,5-e ). 10,825 = 8,823-3,246

e = 0,235 < 1,5/6

= 0,235 < 0,250 ...aman

b. Kondisi Saluran Penuh Air dan Kolam Kosong

Ka = tg2 ( 45 - φ/2 ) = tg2 ( 45-30/2 ) = 0,33

Kp = tg2 ( 45 + φ/2 ) = tg2 ( 45+30/2 ) = 3

Gambar 6.14 Gaya-gaya tekanan tanah pada dinding dengan kondisi saluran

penuh air dan kolam kosong sungai Sringin

Gaya aktif

Pa1 = ½ .γw. h12. Ka = ½ .1 . 2,2782 . 0,33 = 0,856 t Pa2 = γb. h1. Ka = 2,4 . 2,278 . 0,33 = 1,804 t

Pa3 = ½ . h22. γb. Ka = ½ .0,82 . 2,4. 0,33 = 0,253 t Pp1 = ½ . h22. γb. Kp = ½ . 0,82 . 2,4 . 3 = 2,304 t

(53)

Momen Aktif

Ma = Pa1 . ha1 + Pa2 . ha2 + Pa3 . ha3

= 0,856. 1,559 + 1,804. 0,4 + 0,253. 0,267 = 2,124 t

Tabel 6.21 Momen pasif dinding dengan kondisi saluran penuh air

dan kolam kosong sungai Sringin

1. 3. 0,8 . 2,4 = 5,760 0,75 4,320

2. 1,5 . 2,4 . 0,8 = 2,880 0,75 2,160

3. 3 . 1 . 0,35 = 1,050 1,325 1,391

∑

G= 9,690 ton

∑

MpA= 7,871 tm

Sf =

∑

MpA /

∑

momenaktif > 2

= 7,871/2,124 = 3,706 > 2 ……….aman

Sf = (

∑

G . tan 30 + c . B) /

∑

P > 1,5 = (9,690 . tan 30 + 3 . 1,5) / (2,913-2,304)

= 16,576 > 1,5 ……….aman

Syarat : e < B/6

( 1/2B – e ).

∑

G =

∑

MpA ( ½.1,5-e ) . 9,690 = 7,871-2,124

e = 0,157 < 1,5/6

(54)

6.2.3.5 Perencanaan Pintu Air

Konstruksi pintu air pada tampungan dimaksudkan sebagai unit emergency

jika pompa tidak dapat berfungsi atau mengalami kerusakan. Pengoperasian pintu

ini dilakukan secara manual dengan menggunakan tenaga operator yang

berpengalaman. Pintu air direncanakan terbuat dari baja profil yang merupakan

kerangka vertikal atau horisontal sebagai penguat terhadap pelat baja.

I. Pintu Air Di Kolam Tampungan

a. Sungai Tenggang

Gambar 6.15 Letak Pintu Air di kolam tampungan sungai Tenggang

∆ h = v2_{/2g = 2,127}2_{/2*9,81 = 0,23 m} h = H - ∆h

= 2,5– 0,23 = 2,27 m = 2,3m

Qmaks = m. B. h . v = 1. B . 2,3. 2,127

B = 5 m3/dt/(1 . 2,3. 2,127)

= 1,022 m = 1m

(55)

Gambar 6.16 Pintu Air Kolam Tenggang

Gaya Tekanan Air

Gambar 6.17 Gaya Tekanan Air pada Pintu kolam Tenggang

H1 = P1 * 2,336*2,3*1/2 = 6,275 ton

H2 = P2 * 2,5 * 2,3*1/2 = 7,188 ton

Resultante :

∑

H = 7,188 -6,275 = 0,913 ton

Letak titik tangkap : Y1= 2/3 *2,336 = 1,557 m dari muka air

Y2 = 2/3 *2,500 = 1,667 m dari muka air

Perhitungan Tebal Pelat Pintu

Perhitungan untuk tebal dipakai rumus Black Formula

(56)

k = koefisien diambil =0,8

a = lebar pelat

b = panjang pelat

t = tebal pelat

P = beban terpusat

Maka :

∑

H = P = H1-H2

= 7,188 -6,275 = 0,913 ton = 913 kg

Tebal pelat:

1400 = 0,5* 0,8*[(12_/(12_+2,32_)][2,3/t] 2_*913

t = 0,47 cm

Dimensi Balok Vertikal :

Momen maksimum :

M = -( H1*Y1 )+ (H2*Y2 )

= - (6,275 *1,557)+( 7,188 *1,667)

= 2,212 tm

= 221200 kgcm

ijin = 1400 kg/ cm 2

W = M/

= 221200/1400

= 158 cm3

Dicoba baja DIN 14

Wx = 217 cm3

Ix = 1520 cm4

Kontrol tegangan :

= M/W

= 221200/217

(57)

Dimensi Balok Horisontal :

Diperkirakan balok yang menerima tegangan maksimal adalah balok yang

menerima tegangan q1. Jadi yang diperiksa adalah balok tersebut.

Q= 1,667 *1/1 = 1,667t/m = 16,670 kg/cm

M maksimum = 1/8*q*L2

= 1/8 * 16,670 *1002

= 20837,5 kg cm

ijin = 1400 kg/cm2

W =20837,5 /1400

= 14,884 cm3

Dicoba baja [ 6 1/2

Wx = 17,7 cm3

Ix = 57,5 cm4

Kontrol tegangan :

= M/W

=20837,5 / 17,7

=1177,260 kg/cm2 < ijin = 1400 kg / cm2 ...aman

b. Sungai Sringin

(58)

∆ h = v2 _{/2g = 1,997}2

Gambar 6.19 Gaya Tekanan Air pada Pintu kolam Sringin

H1 = P1 *1,778*2,3*1/2 = 3,635 ton

H2 = P2 * 2,5* 2,3*1/2 = 7,188 ton

Resultante : ∑ H = 7,188 - 3,635 =3,553 ton

Letak titik tangkap : Y1= 2/3 *1,778 = 1,185 m dari muka air

Y2 = 2/3 *2,5 = 1,667 m dari muka air

= ½ * k * P

= tegangan yang diijinkan = 1400 kg/cm2

a = lebar pelat

(59)

t = tebal pelat

P = beban terpusat

Maka : ∑ H = P = H1-H2

= 7,188 - 3,635 =3,553 ton = 3553 kg

Tebal pelat:

1400 = 0,5* 0,8*[(12/(12 +2,32 )][2,3/t]2 *3553

t = 0,92 cm

Momen maksimum :

M = -( H1*Y1 )+ (H2*Y2 )

= - (3,635 *1,185)+( 7,188 *1,667)

= 7,675tm

= 767500 kg cm σ ijin = 1400 kg/ cm 2 W = M/σ

= 767500/1400

= 548,214 cm3

Dicoba baja DIN 20

Wx = 595 cm3

Ix = 5950 cm4

Kontrol tegangan : σ = M/W

= 767500/595

= 1289,916 kg/cm2 < σ ijin = 1400 kg / cm2 ...aman

Dimensi Balok Horisontal :

Diperkirakan balok yangmenerima tegangan mekasimal adalah balok yang

(60)

Q= 1,667 *1/1

= 1,667 t/m = 16,670 kg/cm

= 1/8 * 16,670 *1002

=20837,5 kg cm

σ ijin = 1400 kg/cm2 W =20837,5 /1400

= 14,884 cm3

Dicoba baja [ 6 1/2

Wx = 17,7 cm3

Ix = 57,5 cm4

Kontrol tegangan : σ = M/W

= 20837,5 /17,7

(61)

II. Pintu Air Di Saluran

a. Sungai Tenggang

Gambar 6.20 Layout Pintu di saluran sungai Tenggang

∆ h = v2_{/2g = 2,091}2_{/2*9,81 = 0,22 m} h = 1,765 – 0,22 = 1,545 m = 1,6 m

Qmaks = m. B. h . v = 1. B . 1,6. 2,091

B = 1,495 m = 1,5 m

Jika lebar 1 pintu 0,75 m maka diperlukan 2 buah pintu

(62)

= ½ * k * P

(63)

W = M/

= 3900/1400

= 2,786 cm3

Dicoba baja DIN 10

Wx = 96 cm3

Ix = 478 cm4

Kontrol tegangan :

= M/W

= 3900/96

= 40,625 kg/cm2 < ijin = 1400 kg / cm2 ...aman

Dimensi Balok Horisontal :

Q= 1,511*1/1,2

= 1,259 t/m = 12,590 kg/cm

= 1/8 * 12,590 *752

= 8852,344 kg cm

ijin = 1400 kg/cm2

W = 8852,344 /1400

= 6,323 cm3

Dicoba baja [4 Wx = 7,05 cm3

Ix = 14,1 cm4

Kontrol tegangan :

= M/W

=8852,344 / 7,05

(64)

b. Sungai Sringin

Gambar 6.22 Layout Pintu di saluran sungai Sringin

∆ h = v2 _{/2g = 1,980}2

/2*9,81 = 0,20 m

h = 2,029 – 0,20 = 1,829 m = 2 m

Qmaks = m. B. h . v = 1. b . 2. 1,980

B = 1,263 m = 1,3 m

Jika lebar 1 pintu 0,65 m maka diperlukan 2 buah pintu

(65)

H1 = P1 *2,757*2*1/2 = 7,600 ton

H1 = P1 * 2,301 * 2*1/2 = 5,295 ton

Resultante : ∑ H = 7,600 -5,295 =2,305 ton

Letak titik tangkap : Y1= 2/3 *2,757= 1,838 m dari muka air

Y2= 2/3 *2,301 = 1,534 m dari muka air

= ½ * k * P

= tegangan yang diijinkan = 1400 kg/cm2

Momen maksimum :

M = -( H1*Y1 )+ (H2*Y2 )

= - (7,600 *1,838)+( 5,295*1,534)

= -5,846 tm

(66)

W = M/

= 584600/1400

= 417,571 cm3

Dicoba baja DIN 18

Wx = 426 cm3

Ix = 3830 cm4

Kontrol tegangan :

= M/W

= 584600/426

= 1372,300 kg/cm2 < ijin = 1400 kg / cm2 ...aman

Dimensi Balok Horisontal :

Q= 1,838 *1/0,65

= 2,828 t/m = 28,280 kg/cm

= 1/8 * 28,280 *652

=14935,375 kg cm

ijin = 1400 kg/cm2

W =14935,375 /1400

= 10,668 cm3

Dicoba baja [6 ½ Wx = 17,7 cm3

Ix = 57,5 cm4

Kontrol tegangan :

= M/W

= 14935,375 /17,7