PERENCANAAN EMBUNG SUNGAI KREO KECAMATAN MIJEN KOTA SEMARANG (The Design of Kreo River Dam at Sub District Mijen, Semarang City) - Diponegoro University | Institutional Repository (UNDIP-IR)

(1)

Laporan Tugas Akhir Budi S. L2A002031

Perencanaan Embung Sungai Kreo Kukuh Dwi P. L2A002092

BAB V

PERENCANAAN KONSTRUKSI

5.1. Tinggi Embung

Tinggi tubuh embung ditentukan berdasarkan kapasitas desain kolam embung yang terpilih yaitu 454.017,67 m3. Berdasarkan grafik hubungan antara elv. dan kapasitas kolam maka direncanakan puncak bendung terletak pada elevasi + 124 m.

Dari hasil flood routing didapat elv. muka air banjir +127.90 m Sedangkan Elv. dasar

kolam +114 m. maka tinggi embung = (+127,90) - (+114) = 13,9 m = 14 m

Kedalaman Pondasi Tinggi Tanah Dasar Tinggi M.A. Normal Tinggi M.A Banjir

Tinggi Embung

Tinggi Jagaan

Gambar 5.1. Menentukan Tinggi Embung

5.2. Tinggi Puncak

Untuk mendapatkan tinggi puncak maka perlu dicari tinggi jagaan sebagai berikut: a) Penentuan tinggi jagaan

Tinggi jagaan adalah jarak bebas antara mercu embung dengan permukaan

(2)

Hf≥∆h + (hw atau

2 e

h

) + ha + hi

Hf≥ hw +

2 e

h

+ ha + hi

di mana :

Hf = tinggi jagaan (tinggi kemungkinan kenaikan permukaan air waduk) ∆h = yang terjadi akibat timbulnya banjir abnormal

H w = tinggi ombak akibat tiupan angin

he = tinggi ombak akibat gempa

ha = tinggi kemungkinan kenaikan permukaan air waduk, apabila

terjadi kemacetan-kemacetan pada pintu bangunan pelimpah.

hi = tinggi tambahan yang didasarkan pada tingkat urgensi dari waduk

Tinggi Embung

(3)

Embung

∆

Gambar 5.2(b). Tinggi Jagaan (free board)

b) Tinggi kenaikan permukaan air yang disebabkan oleh banjir abnormal (∆h) dihitung

berdasarkan persamaan sebagai berikut :

T Q

h A h Q

Q h

× × + =

∆

1 . . 3

2 α 0

di mana :

Qo = debit banjir rencana (m3/det)

Q = kapasitas rencana (m3/det)

α = 0.2 untuk bangunan pelimpah terbuka α = 1.0 untuk bangunan pelimpah tertutup

h = kedalaman pelimpah rencana (m)

A = luas permukaan air waduk pada elevasi banjir rencana (km2) T = durasi terjadinya banjir abnormal (1 s/d 3 jam)

Untuk perhitungan digunakan data-data sebagai berikut : Qo = 225,39 m³/dt

Q = 477,39 m³/dt h = 2 m

(4)

T = 3 Jam

c) Tinggi ombak yang disebabkan oleh angin (hw)

Tinggi ombak yang disebabkan oleh angin ini perhitungannya sangat dipengaruhi oleh panjangnya lintasan ombak (F) dan kecepatan angin di atas permukaan air waduk. Panjang lintasan ombak yang dipakai adalah Feff sebesar 410 m (Gambar

5.3.). Sedangkan kecepatan angin di atas permukaan air waduk diambil dari data di stasiun BMG Semarang yaitu 20 m/det.

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 0,23 m .

(5)

d) 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

0,20-0,40

Kab. Semarang

Tabel 5.2 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

(6)

Tabel 5.3 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

(7)

(8)

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

digunakan yaitu:

Koefisien gempa z = 0,80

Percepatan dasar gempa Ac = 151.72 cm/dt²

Faktor koreksi V = 1,1

Percepatan grafitasi g = 980 cm/dt²

Perhitungan intensitas seismis horizontal dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

e =

Menurut Persamaan 2.83 besarnya tinggi gelombang yang diakibatkan oleh gempa (he) adalah :

Didapatkan tinggi ombak yang disebabkan oleh gempa adalah :

0

(9)

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

e

h

= 0.163 m.

e) Kenaikan permukaan air waduk yang disebabkan oleh ketidaknormalan operasi

pintu bangunan (ha)

ha diambil = 0,5 m (Suyono Sosrodarsono, 1989)

f) 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 1,0 m

(Suyono Sosrodarsono, 1989).

Berdasarkan data perhitungan tersebut di atas di mana :

Tabel 5.5 Menentukan tinggi jagaan

∆h = 0.12 m

hw = 0,23 m

2 e

h

= 0,163 m

ha = 0,5 m

hi = 1 m

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

Hf = 0.12+0,23+0,5+1

= 1.85 m

Hf = 0.12+0.163 + 0,5 + 1

= 1.783 m

Hf = 0,23+0,163+ 0,5 + 1

= 1.893 m

Dari ketiga alternatif tinggi jagaan tersebut diambil tinggi jagaan, 1,893m.= 2 m

(10)

Tinggi Embung

Lebar Mercu Embung 7 m

5.3. Lebar Embung

Lebar mercu embung minimum dihitung berdasarkan persamaan sebagai berikut :

B = 3,6 H1/3 – 3,0

di mana :

H = Tinggi Embung ( 16 m )

Maka B = 3,6 (16 )1/3 – 3,0 = 6.07 m = 7 m

Gambar 5.5. Lebar Mercu Embung

5.4. Penutup Lereng Tanggul

1. Pelindung lereng hulu

Hempasan ombak serta penurunan mendadak permukaan air embung dapat

menggerus permukaan lereng. Untuk itu perlu pelindung lereng hulu

(Upstream) direncanakan memakai rip – rap boulder ukuran 30 sampai 40 cm

setebal 1 m.

2. Pelindung lereng hilir

Pelindung lereng hilir (Down Stream) direncanakan untuk untuk mengurangi

erosi lereng, memperkecil rekahan permukaan dan memperkecil

(11)

dalam kandungan tanah yang mudah mengikat air serta memperkecil fluktuasi

yang luas pada kandungan atau memperkecil kadar permukaan air, untuk

embung ini direncanakan memakai gebalan rumput.

5.5. Kemiringan Tubuh Tanggul

Kemiringan lereng tanggul adalah perbandingan antara panjang garis vertikal

yang melalui puncak dengan panjang garis horizontal yang melalui tumit masing

masing.

Tabel 5.6. Kemiringan tanggul yang diajurkan (Kodoatie, 1998)

Material Urugan Material Utama

Kemiringan Lereng

Vertikal : Horisontal

Hulu Hilir

1. Urugan homogen

2. Urugan majemuk

a. Urugan batu dengan inti lempung atau

dinding diafragma

b. Kerikil-kerakal dengan inti lempung atau

dinding diafragma

CH

Pecahan batu

Kerikil-kerakal

5.6 Perhitungan Stabilitas Embung

Tinjauan stabilitas tubuh embung meliputi tinjauan terhadap :

1. Stabilitas lereng embung terhadap filtrasi

(12)

5.7 Stabilitas Embung Terhadap Aliran Filtrasi

Stabilitas lereng embung terhadap rembesan ditinjau dengan cara sebagai berikut :

5.7.1 Formasi garis depresi tubuh bendung kondisi tanpa menggunakan

chimney

Diketahui :

h : 13,9 m

Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan persamaan :

2 0

0.

2y x y

y= + = 2×1,739x+1,7392

Dan diperoleh koordinat parabola sebagai berikut :

X ( m ) -0,87 0 5 10 15 20

ditentukan nilai :

(13)

Sehingga didapat nilai :

a = 13,425 m→ jarak (A-C)

∆a = 24,32 – 13,425 = 10,895 m → jarak (C0-C)

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

(14)

+ 130 dpl

34.750 44.250

21.8°

54.675 10.425

+ 127.9 dpl

+ 114 dpl y

x

13.425 0.870 a + ? = 24,32

(15)

5.7.2 Formasi garis depresi tubuh bendung kondisi dengan menggunakan

sistem drainase kaki.

Diketahui : h : 13,9 m

2 0

0.

2y x y

y= + =

2 ×

2 ,

11 x

+

2 ,

11

2

(16)

Gambar 5.7 Garis depresi tubuh bendung kondisi dengan menggunakan sistem drainase kaki + 130 dpl

34.750 34.250

21.8°

44.675 10.425

+ 127.9 dpl

+ 114 dpl y

x

(17)

5.7.3 Formasi garis depresi tubuh bendung kondisi dengan menggunakan

sistem drainase alas

Diketahui :

h : 13,9 m (kondisi FSL)

l1 : 34,75 m

l2 : 19,25 m

α : 180º

d : 0,3.l₁+l₂ = (0,3 x 34,75) + 19,25 = 29.68 m

maka :

d d h

Y₀ = 2+ 2 − = (13,9)2+(29.68)2 −

(

29.68

)

= 3,09 m

2 0

0.

2y x y

y= + = 2×3,09x+3,092

X ( m ) -1,085 0 5 10

Y ( m ) 0 3,09 6,36 8,45

X ( m ) 15 20 25 30

Y ( m ) 10,11 11,54 12,81 13,96

Untuk α = 1800, maka

a a

a

∆

+ = 0 maka dapat ditentukan nilai :

(18)

+ 130 dpl

34.75 19.25

29.68 10.43

+ 127.9 dpl

+ 114 dpl

Drainase Alas 2.11

14.84

(19)

5.7.4 Jaringan Trayektori aliran filtrasi (seepage flow-net)

Kapasitas aliran filtrasi asumsi Kh = Kv

Dengan menggunakan persamaan jaringan trayektori aliran sebagai berikut :

L

Qf = kapasitas aliran filtrasi (kapasitas rembesan)

Nf = angka pembagi dari garis trayektori aliran filtrasi

Ne = angka pembagi dari garis equipotensial

k = koefisien filtrasi

H = tinggi tekanan air total

L = panjang profil melintang tubuh embung

Dari datayang ada di dapat :

Maka debit aliran filtrasi adalah sebagai berikut :

Q = 5 10 15,9 101,5

(20)

5.7.5 Tinjauan terhadap gejala sufosidan sembulan (boiling)

Kecepatan aliran keluar ke atas permukaan lereng hilir yang komponen vertikalnya dapat mengakibatkan terjadinya perpindahan butiran-butiran bahan embung, kecepatannya dibatasi sebagai berikut :

γ

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 adalah :

(21)

5.8 Stabilitas Lereng Tubuh Embung Terhadap Longsor

Tubuh embung sangat dipengaruhi oleh keadaan tanah di daerah rencana embng berupa tanah homogen yaitu lempung dengan kedap air, bersifat lunak sampai agak keras dengan plastisitas tinggi. Tanah yang ada dominan homogen dengan kondisi kemiringan tebing relatif sama, maka pengerukan tanah timbunan dapat dilakukan pada sisi kiri dan kanan tebing dan digali mulai dari kedalaman 0.5 – 5 m, sehingga

volume cadangan bias tercukupi dengan mempertimbangakan sudut kemiringan. Stabilitas lereng embung ditinjau dalam 3 (tiga) keadaan yaitu pada saat air waduk mencapai elevasi penuh, pada saat waduk baru selesai dibangun dan sebelum

dialiri air, dan pada saat air waduk mengalami penurunan mendadak (rapid

drawdown) di mana apakah masih aman terhadap longsoran.

5.8.1 Pada saat embung baru selesai dibangun (belum dialiri air)

Dalam kondisi ini, stabilitas lereng yang ditinjau adalah lereng sebelah hulu. Tanah timbunan masih mengandung air pada saat proses pemadatan

timbunan.

Untuk perhitungan kestabilan terhadap longsor digunakan persamaan berikut :

(

)

e e s

T T

tg N U N Cl F

+ − − +

= . φ ≥ 1.2

(22)

5.8.2 Pada saat air waduk mencapai elevasi penuh

Dalam kondisi ini, stabilitas lereng yang ditinjau adalah sebelah hilir. Metode yang dipakai adalah irisan bidang luncur dengan hasil dapat dilihat pada Table.5.16 dan Gambar 5.19.

5.8.3 Pada saat embung mengalami penurunan air mendadak (rapid

drawdown)

Dalam kondisi ini stabilitas lereng yag ditinjau adalah lereng sebelah hulu. Tanah timbunan masih mengandung air yang sangat lembat merembes

keluar dan masih membasahi timbunan. Hasil perhitungannya dapat dilihat pada Tabel 5.17. dan Gambar 5.20.

Data Teknis

Tinggi Embung = 16 m

Lebar Mercu Embung = 7 m

Kemiringan Hulu = 1 : 2,5 Kemiringan Hilir = 1 : 2

Elevasi Air Waduk = + 127,9 m (FSL)

Tinggi Air = 13,9 FWL

Formasi Garis Depresi tertera dalam Gambar 5.8.

Tabel 5.7 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)

(23)

Gambar 5.9 Stabilitas Lereng Embung Pada Kondisi Selesai Dibangun dengan Metode Pias (Method of Slice) Hulu 63°

19°

8

1 2

3 4

5 6

7 9

54°

45° 36°

27°

18° 9° 9°

(24)

Tabel 5.10 Perhitungan metode irisan bidang luncur pada kondisi embung baru selesai di bangun bagian hulu

(

)

27,950 3,143 82 _10,70,187

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 8,862 1,716 15,207 -14,5 -0,253 -0,250 0,968 -3,809 2,650 14,722 0,18 -0,686 0,000 1,000 0,000 10,0 4,880 0,000 0,000 0,189 2,913 2 20,244 1,716 34,739 -4,5 -0,079 -0,078 0,997 -2,727 6,234 34,632 0,18 -0,491 0,000 1,000 0,000 9,0 4,392 0,000 0,000 0,189 6,639 3 28,461 1,716 48,839 4,5 0,079 0,078 0,997 3,833 8,764 48,688 0,18 0,690 0,000 1,000 0,000 9,0 4,392 0,000 0,000 0,189 9,073 4 32,544 _1,716 55,846 13,5 0,236 0,234 0,972 13,042 9,774 54,301 0,18 2,348 0,000 1,000 0,000 9,0 4,392 0,000 0,000 0,189 9,821 5 32,286 _1,716 55,403 22,5 0,393 0,383 0,924 21,210 9,213 51,182 0,18 3,818 0,000 1,000 0,000 9,0 4,392 0,000 0,000 0,189 8,953 6 28,092 _1,716 48,206 31,5 0,550 0,523 0,853 25,197 7,397 41,097 0,18 4,535 0,000 1,000 0,000 9,0 4,392 0,000 0,000 0,189 6,911 7 20,930 _1,716 35,916 40,5 0,707 0,650 0,760 23,333 4,915 27,304 0,18 4,200 0,000 1,000 0,000 9,0 4,392 0,000 0,000 0,189 4,367 8 12,225 _1,716 20,978 49,5 0,864 0,761 0,649 15,957 2,451 13,619 0,18 2,872 0,000 1,000 0,000 9,0 4,392 0,000 0,000 0,189 2,031 9 3,698 _1,716 6,346 58,5 1,021 0,853 0,522 5,412 0,596 3,313 0,18 0,974 0,000 1,000 0,000 9,0 4,392 0,000 0,000 0,189 0,442

101,448 51,995 288,859 18,261 82 40,017 0,000 51,151

(25)

9° 10°

20° 30°

40° 50°

62°

1 2 3 4 5 6 7

(26)

Tabel 5.9 Perhitungan metode irisan bidang luncur pada kondisi embung baru selesai di bangun bagian hilir

(

)

30,089 3,143 71 10,7 0,187

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 6,420 _1,716 11,017 -4,5 -0,079 -0,078 0,997 -0,865 1,977 10,983 0,18 -0,156 0,000 1,000 0,000 12,0 6,304 0,000 0,000 0,189 2,105 2 16,073 _1,716 27,581 5 0,087 0,087 0,996 2,405 4,946 27,476 0,18 0,433 0,000 1,000 0,000 10,0 5,254 0,000 0,000 0,189 5,112 3 20,613 _1,716 35,372 15,00 0,262 0,259 0,966 9,159 6,150 34,166 0,18 1,649 0,000 1,000 0,000 10,0 5,254 0,000 0,000 0,189 6,147 4 22,936 _1,716 39,358 25,00 0,437 0,423 0,906 16,640 6,420 35,668 0,18 2,995 0,000 1,000 0,000 10,0 5,254 0,000 0,000 0,189 6,176 5 24,173 _1,716 41,481 35,00 0,611 0,574 0,819 23,801 6,115 33,974 0,18 4,284 0,000 1,000 0,000 10,0 5,254 0,000 0,000 0,189 5,612 6 23,650 _1,716 40,583 45,00 0,786 0,707 0,707 28,706 5,164 28,687 0,18 5,167 0,000 1,000 0,000 10,0 5,254 0,000 0,000 0,189 4,446 7 17,584 _1,716 30,173 56,00 0,978 0,829 0,559 25,022 3,035 16,863 0,18 4,504 0,000 1,000 0,000 9,0 4,728 0,000 0,000 0,189 2,336

104,866 33,807 187,816 18,876 71 37,301 0,000 31,935

Jumlah

r π θ

20,46 763,180

(27)

63°

19°

8 1

2

3

4 5

7

9 54°

45°

36°

27° 18°

9° 9°

29°

39° 49° 58°

11 10

12 13

6

(28)

Tabel 5.10 Perhitungan metode irisan bidang luncur pada kondisi air penuh bagian hulu

deg rad

28,992 3,143 121 10,7 0,187

1 5,21 1,000 5,206 -53,5 -0,934 -0,804 0,595 -4,186 0,557 3,095 0,18 -0,753 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 0,727

2 20,08 1,000 20,084 -44,0 -0,768 -0,695 0,719 -13,956 2,600 14,443 0,18 -2,512 0,000 1,000 0,000 10,0 5,062 0,000 0,000 0,189 3,205 3 36,41 1,000 36,408 -34,0 -0,594 -0,559 0,829 -20,366 5,432 30,179 0,18 -3,666 0,000 1,000 0,000 10,0 5,062 0,000 0,000 0,189 6,398 4 51,52 1,000 51,517 -24,0 -0,419 -0,407 0,913 -20,962 8,471 47,059 0,18 -3,773 0,000 1,000 0,000 10,0 5,062 0,000 0,000 0,189 9,609 56,73 1,000 56,730 -14,0 -0,244 -0,242 0,970 -13,730 9,908 55,043 0,18 -2,471 0,000 1,000 0,000 10,0 5,062 0,000 0,000 0,189 10,872

8,86 1,940 17,192 -14,0 -0,244 -0,242 0,970 -4,161 3,003 16,681 0,18 -0,749 0,000 1,000 0,000 10,0 5,062 0,000 0,000 0,189 3,295

41,81 1,000 41,811 -4,5 -0,079 -0,078 0,997 -3,282 7,503 41,682 0,18 -0,591 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 7,991 20,24 1,94 39,274 -4,5 -0,079 -0,078 0,997 -3,083 7,047 39,153 0,18 -0,555 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 7,506 33,60 1,000 33,597 4,5 0,079 0,078 0,997 2,637 6,029 33,493 0,18 0,475 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 6,241 28,46 1,94 55,214 4,5 0,079 0,078 0,997 4,334 9,908 55,044 0,18 0,780 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 10,257 24,85 1,000 24,851 13,5 0,236 0,234 0,972 5,804 4,349 24,164 0,18 1,045 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 4,370 32,54 1,940 63,135 13,5 0,236 0,234 0,972 14,744 11,050 61,389 0,18 2,654 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 11,103 16,40 1,000 16,397 22,5 0,393 0,383 0,924 6,277 2,727 15,148 0,18 1,130 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 2,650 32,29 1,940 62,634 22,5 0,393 0,383 0,924 23,978 10,415 57,863 0,18 4,316 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 10,122

8,85 1,000 8,846 31,5 0,550 0,523 0,853 4,624 1,357 7,541 0,18 0,832 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 1,268

28,09 1,940 54,498 31,5 0,550 0,523 0,853 28,485 8,363 46,461 0,18 5,127 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 7,813

2,82 1,000 2,819 40,5 0,707 0,650 0,760 1,831 0,386 2,143 0,18 0,330 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 0,343

20,93 1,940 40,605 40,5 0,707 0,650 0,760 26,379 5,556 30,869 0,18 4,748 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 4,938 12 12,23 1,730 21,150 49,5 0,864 0,761 0,649 16,087 2,471 13,730 0,18 2,896 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 2,048

13 9,97 1,730 17,250 58,5 1,021 0,853 0,522 14,712 1,621 9,007 0,18 2,648 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 1,202

66,168 108,753 604,186 11,910 121 93,650 0,000 56,114

r π θ

20,46

Jumlah

5

α

6

7

8

9

10

11

(29)

(

)

e e s

T T

tg N U N Cl F

+ − − +

= . φ >1,2

508 , 113 339 , 75

614 , 112 221 , 378 . 1

+ + =

s

(30)

9°

10 ° 20° 30 ° 4 0° 50 ° 62°

1 2 3 4

5 6 7

(31)

Tabel 5.11 Perhitungan metode irisan bidang luncur pada kondisi air penuh bagian hilir

(

)

30.089 3.143 71 10.7 0.187

1 6.420 _1.716 11.017 -4.5 -0.079 -0.078 0.997 -0.865 1.977 10.983 0.18 -0.156 0.000 1.000 0.000 12.0 6.304 0.000 0.000 0.189 2.105 2 16.073 1.716 27.581 5 0.087 0.087 0.996 2.405 4.946 27.476 0.18 0.433 0.000 1.000 0.000 10.0 5.254 0.000 0.000 0.189 5.112 3 20.613 1.716 35.372 15.00 0.262 0.259 0.966 9.159 6.150 34.166 0.18 1.649 0.000 1.000 0.000 10.0 5.254 0.000 0.000 0.189 6.147 4 22.936 1.716 39.358 25.00 0.437 0.423 0.906 16.640 6.420 35.668 0.18 2.995 0.000 1.000 0.000 10.0 5.254 0.000 0.000 0.189 6.176 5 24.173 _1.716 41.481 35.00 0.611 0.574 0.819 23.801 6.115 33.974 0.18 4.284 0.000 1.000 0.000 10.0 5.254 0.000 0.000 0.189 5.612 6 23.650 _1.716 40.583 45.00 0.786 0.707 0.707 28.706 5.164 28.687 0.18 5.167 0.000 1.000 0.000 10.0 5.254 0.000 0.000 0.189 4.446 7 17.584 _1.716 30.173 56.00 0.978 0.829 0.559 25.022 3.035 16.863 0.18 4.504 0.000 1.000 0.000 9.0 4.728 0.000 0.000 0.189 2.336

104.866 33.807 187.816 18.876 71 37.301 0.000 31.935 Jumlah

r π θ

20.46 763.180

(32)

63°

19°

8 1

2

3

4 5

7

9

54°

45°

36°

27°

18°

9° 9° 29° 39° 49° 58°

11 10

12 13

6

Drainase Alas

14.840

(33)

Tabel 5.12 Perhitungan metode irisan bidang luncur kondisi penurunan air mendadak (rapid draw domn) bagian hulu (elv +124)

deg rad

28.992 3.143 121 10.7 0.187

1 5.21 1.000 5.206 -53.5 -0.934 -0.804 0.595 -4.186 0.557 3.095 0.18 -0.753 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 0.727

2 20.08 1.000 20.084 -44.0 -0.768 -0.695 0.719 -13.956 2.600 14.443 0.18 -2.512 0.000 1.000 0.000 10.0 5.062 0.000 0.000 0.189 3.205 3 36.41 1.000 36.408 -34.0 -0.594 -0.559 0.829 -20.366 5.432 30.179 0.18 -3.666 0.000 1.000 0.000 10.0 5.062 0.000 0.000 0.189 6.398 4 51.52 1.000 51.517 -24.0 -0.419 -0.407 0.913 -20.962 8.471 47.059 0.18 -3.773 0.000 1.000 0.000 10.0 5.062 0.000 0.000 0.189 9.609 56.73 1.000 56.730 -14.0 -0.244 -0.242 0.970 -13.730 9.908 55.043 0.18 -2.471 0.000 1.000 0.000 10.0 5.062 0.000 0.000 0.189 10.872

8.86 1.940 17.192 -14.0 -0.244 -0.242 0.970 -4.161 3.003 16.681 0.18 -0.749 0.000 1.000 0.000 10.0 5.062 0.000 0.000 0.189 3.295

41.81 1.000 41.811 -4.5 -0.079 -0.078 0.997 -3.282 7.503 41.682 0.18 -0.591 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 7.991 20.24 1.94 39.274 -4.5 -0.079 -0.078 0.997 -3.083 7.047 39.153 0.18 -0.555 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 7.506 33.60 1.000 33.597 4.5 0.079 0.078 0.997 2.637 6.029 33.493 0.18 0.475 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 6.241 28.46 1.94 55.214 4.5 0.079 0.078 0.997 4.334 9.908 55.044 0.18 0.780 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 10.257 24.85 1.000 24.851 13.5 0.236 0.234 0.972 5.804 4.349 24.164 0.18 1.045 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 4.370 32.54 1.940 63.135 13.5 0.236 0.234 0.972 14.744 11.050 61.389 0.18 2.654 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 11.103 16.40 1.000 16.397 22.5 0.393 0.383 0.924 6.277 2.727 15.148 0.18 1.130 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 2.650 32.29 1.940 62.634 22.5 0.393 0.383 0.924 23.978 10.415 57.863 0.18 4.316 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 10.122

8.85 1.000 8.846 31.5 0.550 0.523 0.853 4.624 1.357 7.541 0.18 0.832 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 1.268

28.09 1.940 54.498 31.5 0.550 0.523 0.853 28.485 8.363 46.461 0.18 5.127 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 7.813

2.82 1.000 2.819 40.5 0.707 0.650 0.760 1.831 0.386 2.143 0.18 0.330 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 0.343

20.93 1.940 40.605 40.5 0.707 0.650 0.760 26.379 5.556 30.869 0.18 4.748 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 4.938

9.58 1.730 16.580 49.5 0.864 0.761 0.649 12.612 1.937 10.764 0.18 2.270 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 1.606

2.64 1.940 5.124 58.5 1.021 0.853 0.522 4.370 0.482 2.675 0.18 0.787 0.000 1.000 0.000 10.0 5.062 0.000 0.000 0.189 0.357

13 3.69 1.730 6.384 58.5 1.021 0.853 0.522 5.444 0.600 3.333 0.18 0.980 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 0.445

57.795 107.680 598.221 10.403 121 98.712 0.000 55.271

(34)

(

)

e e s

T T

tg N U N Cl F

+ − − +

= . φ > 1,2

680 , 107 795 , 57

27 , 55 22 , 1253

+ + =

s

(35)

63°

19°

8 1

2 3

4 5

7

9

54°

45°

36°

27°

18°

9° 9°

29° 39° 49° 58°

11 10

12 13

6

Drainase Alas

14.840

(36)

Tabel 5.13 Perhitungan metode irisan bidang luncur pada kondisi penurunan air mendadak (rapid draw down) (elev +128)

deg rad

52.903 3.143 10.7 0.187

1 10.81 1.000 10.810 -42.5 -0.742 -0.676 0.737 -7.306 1.434 7.968 0.18 -1.315 0.000 1.000 0.000 4.8 4.465 0.000 0.000 0.189 1.755 2 33.17 1.000 33.170 -35.5 -0.620 -0.581 0.814 -19.269 4.860 26.999 0.18 -3.468 0.000 1.000 0.000 5.0 4.619 0.000 0.000 0.189 5.759 3 55.06 1.000 55.060 -28.5 -0.498 -0.477 0.879 -26.282 8.709 48.382 0.18 -4.731 0.000 1.000 0.000 5.2 4.772 0.000 0.000 0.189 10.040 4 74.49 1.000 74.490 -21.5 -0.375 -0.367 0.930 -27.311 12.474 69.303 0.18 -4.916 0.000 1.000 0.000 5.3 4.926 0.000 0.000 0.189 14.030 5 89.77 1.000 89.770 -14.5 -0.253 -0.250 0.968 -22.485 15.643 86.908 0.18 -4.047 0.000 1.000 0.000 5.5 5.080 0.000 0.000 0.189 17.193 83.59 1.000 83.590 -7.5 -0.131 -0.131 0.991 -10.915 14.917 82.874 0.18 -1.965 0.000 1.000 0.000 5.7 5.234 0.000 0.000 0.189 16.037 12.610 1.94 24.463 -7.5 -0.131 -0.131 0.991 -3.194 4.366 24.254 0.18 -0.575 0.000 1.000 0.000 5.8 5.388 0.000 0.000 0.189 4.693 43.720 1.000 43.720 -2 -0.035 -0.035 0.999 -1.526 7.865 43.693 0.18 -0.275 0.000 1.000 0.000 6.0 5.542 0.000 0.000 0.189 8.311 15.16 1.94 29.410 -2 -0.035 -0.035 0.999 -1.027 5.291 29.392 0.18 -0.185 0.000 1.000 0.000 5.0 4.619 0.000 0.000 0.189 5.591 65.49 1.000 65.490 3.5 0.061 0.061 0.998 4.000 11.766 65.368 0.18 0.720 0.000 1.000 0.000 7.0 6.466 0.000 0.000 0.189 12.220 36.820 1.940 71.431 3.5 0.061 0.061 0.998 4.362 12.834 71.297 0.18 0.785 0.000 1.000 0.000 7.0 6.466 0.000 0.000 0.189 13.329 50.970 1.000 50.970 10.5 0.183 0.182 0.983 9.292 9.021 50.116 0.18 1.673 0.000 1.000 0.000 7.0 6.466 0.000 0.000 0.189 9.157 44.830 1.940 86.970 10.5 0.183 0.182 0.983 15.855 15.392 85.513 0.18 2.854 0.000 1.000 0.000 7.0 6.466 0.000 0.000 0.189 15.625 36.590 1.000 36.590 17.5 0.306 0.301 0.954 11.007 6.281 34.895 0.18 1.981 0.000 1.000 0.000 7.0 6.466 0.000 0.000 0.189 6.222 46.730 1.940 90.656 17.5 0.306 0.301 0.954 27.271 15.562 86.457 0.18 4.909 0.000 1.000 0.000 7.0 6.466 0.000 0.000 0.189 15.415 23.120 1.000 23.120 24.5 0.428 0.415 0.910 9.591 3.787 21.037 0.18 1.726 0.000 1.000 0.000 7.0 6.466 0.000 0.000 0.189 3.650 42.820 1.940 83.071 24.5 0.428 0.415 0.910 34.462 13.605 75.585 0.18 6.203 0.000 1.000 0.000 7.5 6.928 0.000 0.000 0.189 13.115 11.210 1.000 11.210 31.5 0.550 0.523 0.853 5.859 1.720 9.557 0.18 1.055 0.000 1.000 0.000 7.7 7.082 0.000 0.000 0.189 1.607 33.930 1.940 65.824 31.5 0.550 0.523 0.853 34.405 10.101 56.117 0.18 6.193 0.000 1.000 0.000 7.8 7.236 0.000 0.000 0.189 9.437 1.870 1.000 1.870 38.5 0.672 0.623 0.782 1.164 0.263 1.463 0.18 0.210 0.000 1.000 0.000 8.0 7.390 0.000 0.000 0.189 0.237 21.380 1.940 41.477 38.5 0.672 0.623 0.782 25.829 5.842 32.453 0.18 4.649 0.000 1.000 0.000 8.2 7.544 0.000 0.000 0.189 5.256 14 9.438 1.716 16.195 45.5 0.794 0.713 0.701 11.555 2.043 11.347 0.18 2.080 0.000 1.000 0.000 8.3 7.698 0.000 0.000 0.189 1.752

75.339 113.508 630.598 34.853 102 93.756 0.000 112.614

(37)

(

)

e e s

T T

tg N U N Cl F

+ − − +

= . φ > 1,2

508 , 113 339 , 75

614 , 112 221 , 378 . 1

+ + =

s

(38)

Tabel 5.14. Rekapitulasi stabilitas embung terhadap longsor

Kondisi Angka Keamanan Syarat Keterangan

Hulu Hilir Hulu Hilir

Baru selesai di bangun 5,669 5,734 1,2 Aman Aman

Mencapai elevasi penuh 7,485 5,734 1,2 Aman Aman

(39)

5.9 Material Konstruksi

5.9.1 Lapisan Kedap Air (Imprevious Zone)

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/dt. Hal ini bertujuan untuk mencegah terjadinya rembesan air melalui lapisan kedap air yang bersangkutan. Untuk mendapatkan nilai (k) yang memenuhi syarat untuk lapis kedap air biasanya diperkirakan

(40)

Gambar 5.15 Gradasi bahan yang dapat dipergunakan untuk penimbunan zone kedap air embung

urugan homogen

5.9.2 PerlindunganLereng

Lereng sebelah hulu dari Embung Sungai Kreo 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 pelaksanaannya lapisan timbunan batu ini diletakkan di atas suatu lapisan

(41)

ini di bawah lapisan timbunan batu, bertujuan mencegah tergerusnya

bahan-bahan halus dari embung ke dalam tumpukan batu.

Pengggunaan 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 5.14. Ukuran batu dan ketebalan hamparan pelindung 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

(42)

Pelapisan (zoning) embung dapat dilihat pada Gambar 5.15. sebagai berikut:

Drainase Kaki Rip-Rap

2 1

Cover Dam

1

Lapisan Kedap Air Urugan Tanah Liat

2.25

1 3

Gambar 5.16 Pelapisan embung urugan

5.10 Perencanaan Pelimpah (spillway)

Spillway atau bangunan pelimpah adalah bangunan yang berfungsi untuk

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

tidak merusak tubuh embung. Dalam perencanaan Embung Sungai Kreo ini,

bangunan pelimpah yang akan direncanakan adalah bangunan pelimpah terbuka dengan ambang tetap. Bangunan pelimpah type ini, biasanya terdiri dari empat bagian uama yaitu:

1.Saluran pangarah aliran 2.Saluran pengatur aliran 3.Saluran peluncur 4.Peredam energi

Keterangan :

(43)

5.10.1 Saluran Pengarah Aliran

Saluran pengarah aliran dimaksudkan agar aliran air senantiasa dalam kodisi hidrolika yang baik dengan mengatur kecepatan alirannya tidak melebihi

4 m/det dengan lebar semakin mengecil ke arah hilir. Apabila kecepatan aliran melebihi 4 m/det, maka aliran akan bersifat helisoidal dan kapasitas alirannya akan menurun. Disamping itu aliran helisoidal tersebut akan mengakibatkan peningkatan beban hidrodinamis pada bangunan pelimpah tersebut.

Berdasarkan pengujian-pengujian yang ada saluran pengarah aliran ditentukan sebagai berikut :

Gambar 5.17 Saluran pengarah aliran dan ambang pengatur debit pada bangunan

pelimpah

Dari analisis data sebelumnya di mana didapat :

Ketinggian air di atas mercu H = 127,90 – 124,00 = 3,90 m Qoutyang melewati spillway Q = 477,39 m/det³

Lebar Bendung B = 50 m

Maka :

W H

V < 4 m/det

V

(44)

H

W .

5 1 ≥

90 , 3 . 5 1 =

W = 0.78 qm

→

W dipakai = 2 m > 0,78 m

5.10.2 Saluran Pengatur Aliran

5.10.2.1 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 :

Debit, lebar mercu dan tinggi muka air di atas mercu bendung Dari hasil flood routing didapatkan :

Ketinggian air di atas mercu H = 127,90 – 124,00 = 3,90 m Qoutyang melewati spillway Q = 477,39 m/det³

Lebar Bendung B = 37,5 m

Tinggi tekanan kecepatan aliran di dalam saluran pengarah :

Gambar 5.18 Saluran ambang penyadap pada bangunan pelimpah

+ 122.00

+ 127.90

+ 124.00

W He

(45)

Asumsi Bef = B = 37,5 m

Tinggi energi He = 127,9 – 125 = 3,9 m.

Misal kedalaman air dalam saluran = 2,5 m, maka :

Luas penampang basah di dalam saluran ini adalah : A = 2 x 37,5 = 93,75 m²

Kecepatan aliran :

75

Jadi tinggi kecepatan 5,08 aliran :

(

2.9,8

)

Dengan cara coba-coba didapat kedalaman air dalam saluran = 3 m

Luas penampang basah di dalam saluran ini adalah :

A = 3 x 37,5 = 112,5 m²

Kecepatan aliran :

5

Jadi tinggi kecepatan aliran :

(46)

5.10.2.2 Saluran Pengatur Aliran

a. Tipe Bendung Pelimpah (over flow weir type)

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 kooefisien 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:

r1=0.5×H_d r2=0.2×H_d

d

H

a=0.175× b=0.282×H_d

Dimana :

Hd = tinggi muka air banjir di hulu pada saat banjir

Dari penjelasan di atas didapat lengkung mercu spillway bagian hulu sebagai berikut:

b = 0.282×3 = 0,846 m a = 0.175×3 = 0,525 m

r1 = 0.5×3 = 1,5 m

(47)

+ 124

TITIK (0,0) KOORDINAT

(X ^ 1,85) = 2 (Hd ^ 0,85) Y

Gambar 5.19 Koordinat penampang memanjang ambang pengatur debit pada bangunan pelimpah

a. Penampang lintang sebelah hilir dapat diperoleh dengan persamaan lengkung

Harold sebagai berikut

Y

X = jarak horizontal dari titik tertinggi mercu bendung ketitik dipermukaan mercu disebelah hilir.

Y = jarak vertikal dari titik tertinggi mercu bendung ketitik

dipermukaan mercu disebelah hilir.

Bagian yang lebih ke hilir dari lengkung diteruskan dengan rumus :

85

(48)

O = 1 2 . 5 °

y

5.10.2.3 Saluran Transisi

Saluran transisi direncanakan agar debit banjir rencana yang akan disalurkan tidak menimbulkan air terhenti (back water) dibagian hilir saluran samping dan memberikan kondisi yang paling menguntungkan, baik pada aliran didalam saluran transisi tersebut maupun pada aliran permulaan yang akan menuju saluran peluncur. Bentuk saluran transisi

ditentukan sebagai berikut :

Koordinat Lengkung Koordinat Setelah Lengkung elevasi

lengkung elv setelah lengkung

x y x y

0.3 0.021 0.3 0.131 123.979 121.074 0.6 0.076 0.6 0.236 123.924 120.969

0.9 0.162 0.9 0.332 123.838 120.872

1.2 0.275 1.2 0.425 123.725 120.780 1.5 0.416 1.5 0.513 123.584 120.692 1.8 0.583 1.8 0.599 123.417 120.606 2.1 0.775 2.1 0.683 123.225 120.522 2.4 0.993 2.4 0.765 123.007 120.440 2.7 1.234 2.7 0.846 122.766 120.359 3.0 1.500 3.0 0.925 122.500 120.280 3.3 1.789 3.3 1.003 122.211 120.202 3.6 2.102 3.6 1.080 121.898 120.125 3.9 2.437 3.9 1.156 121.563 120.049 4.2 2.795 4.2 1.231 121.205 119.973

(49)

Gambar 5.20 Skema bagian transisi saluran pengarah pada bangunan pelimpah

Dengan ketentuan tersebut diatas dan keadaan topografi yang ada dimana b1 = 37,5 m, b2= 15 m maka :

¾ y =

(

)

2 15 5 ,

37 −

= 11,25 m

¾ l =

θ

tg y

= 5 , 12

25 , 11

tg

= 50,75 m

¾ s =

l H

∆

0,1 = 75 , 50

H

∆

∆H = 5,07

0,85 8,40 50,75

5,07

(50)

5.10.3 Saluran Peluncur

a. Peralihan Mercu Spillway Ke Saluran Peluncur

Pada perencanaan bangunan pelimpah antara tinggi mercu dengan bangunan peredam energi diberi saluran peluncur (flood way). Saluran ini

berfungsi untuk mengatur aliran air yang melimpah dari mercu dapat mengalir dengan lancar tanpa hambatan – hambatan hidrolis. Dalam merencanakan saluran peluncur harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:

1. Agar air yang melimpah dari saluran mengalir dengan lancar tanpa

hambatan - hambatan hidrolis.

2. Agar konstruksi saluran peluncur cukup kukuh dan stabil dalam

menampung semua beban yang timbul.

3. Agar biaya konstruksi diusahakan sekonomis mungkin.

Guna memenuhi persyaratan tersebut, supaya diperhatikan hal – hal sebagai berikut:s

1. Diusahakan agar tampak atasnya selurus mungkin. Kalau bentuk yang melengkung tidak dapat dihindari, supaya diusahakan lengkungan terbatas dan dengan radius yang besar.

2. Penapang lintang saluran peluncur sebagai patokan supaya diambil bentuk persegi panjang.

3. Kemiringan dasar saluran diusahakan sedemikian rupa, sehingga pada bagian udiknya berlereng landai, akan tetapi semakin ke hilir semakin curam, agar kecepatan aliran dapat ditingkatkan secara berangsur angsur dan kemudian aliran berkecepatan tinggi di dalam saluran tersebut dapat

secara ketat meluncur memasuki peredam energi.

4. Biasanya, saluran yang tertutup kurang sesuai untuk saluran peluncur,

(51)

2 0 m

1 5 m 1 5 m

Kemiringan diatur sebagai berikut :

20 m tahap pertama dengan kemiringan = 0,25 dengan lebar saluran = 15 m, kemudian 15 m tahap kedua dengan kemiringan = 0,25 tetapi penampang

melebar dari 15 m menjadi 20 m.

penampang lurus

4 1

penampang terompet

20 m 15 m

saluran peluncur

Gambar 5.22 Penampang memanjang saluran peluncur

Bagian yang berbentuk terompet pada ujung saluran peluncur bertujuan agar aliran dari saluran peluncur yang merupakan alira super kritis dan mempunyai kecepatan tinggi, sedikit demi sedikit dapat dikurangi akibat melebarnya aliran dan aliran tersebut menjadi semakin stabil.

(52)

saluran peluncur

saluran pengatur

20 50,75

8,4

+ 119,97 + 124.00

+ 122.00

+ 114,90

+ 110,90

15

+ 107,90 A

B

C

D

E

5.11 Rencana Teknis Hidrolis

Gambar 5.24 Potongan memanjang spillway

Garis dasar saluran ditentukan dengan perhitungan hidrolik yang dilakukan dengan persamaan Bernoulli sebagai berikut :

V1

h d1 1

h v1

l

l1 V2

2 h d2

h1 h v2

hL

(53)

Elevasi ambang hilir = elevasi ambang udik

e

∆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 permukaan aliran

hl : kehilangan energi karena gesekan dan lain-lain

he : perbedaan tinggi antara garis energi dengan permukaan air

n : angka kekasaran saluran = 0,045

jari-jari hidrolis rata-rata

(54)

Dengan menggunakan persamaan : Di titik B :

Dengan demikian tinggi tekanan total diperoleh : hd2 + he = 1,273 + 6,382 = 7,655 m < 7,027 m

Dicoba lagi dengan asumsi kecepatan aliran yang berbeda :

V2 b Hd2 A2 R2 Rrata Vrata hv2 hv1 hl He hd+he

10.00 37.500 1.273 47.740 1.192 1.889 7.120 5.097 0.916 0.369 6.382 7.655

9.310 37.500 1.367 51.278 1.274 1.930 6.775 4.418 0.916 0.325 5.659 7.027

Dari hasil perhitungan di atas dengan V = 9,31 m/det didapatkan hd+he = 7,027 m ~ 7,027 m (sesuai dengan asumsi yang diambil), maka :

he = 7,027 – 1,367 = 5,66 m

(55)

Frounde number pada titik B adalah :

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

V b hd A R3 Rrata Vrata Hv3 Hv2 hl hd+he

10 15 3.183 47.740 2.234 2.410 7.120 5.097 0.916 0.267 9.463

12.74 15 2.498 37.473 1.874 2.230 8.490 8.273 0.916 0.421 12.108

he = 12,11 – 2,498 = 9,612 m

hv = he – hl = 9,612 – 0,421 = 9,191 m

Frounde number pada titik C adalah :

498

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

didapatkan :

15 15 2.122 31.827 1.654 2.120 9.620 11.468 0.916 0.578 15.084

15.67 15 2.031 30.466 1.598 2.092 9.955 12.515 0.916 0.630 16.093

Dari hasil perhitungan di atas dengan V = 15,67 m/det didapatkan hd+he = 16,093 m

(56)

he = 16,093 – 2,031 = 14,062 m

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

15 20 1.591 31.827 1.373 1.979 9.620 11.468 0.916 0.633 14.609

17.69 20 1.349 26.987 1.189 1.887 10.965 15.950 0.916 0.877 19.092

he = 19,092 – 1,349 = 17,743 m

5.11.1 Peredam Energi

Guna meredusir 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-persamaan sebagai berikut :

(57)

Y g

V Fr

⋅ =

Dimana :

V = Kecepatan awal loncatan (m/dt)

g = Percepatan gravitasi = 9,81 m²/dt

B = Lebar saluran = 20

Fr = Bilangan froude

Y = tinggi konjugasi

Perhitungan :

V = 17,69 m/dt Y = Q/B V

Y = 477,4/20*17,69 Y= 1,349m

Fr =

gY

V _{= 4,865}

Dari perhitungan diatas :

Karena Fr = 4,865 > 4.5 dan Q = 477,74 m3/dtk > 45 m3/dtk maka digunakan kolam olak type USBR type II.

Gambar 5.26 Kolam Olakan

(58)

5.12 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.

Gambar 5.27 Panjang loncatan hidrolis pada kolam olakan datar

Dengan Fr = 4,865, dari grafik didapatkan nilai L/D2 = 3,85

• D2/D1 = 0,5 x [

(

1 8

)

1

2

1 −

+ F ]

• D2/1,349 = 0,5 x [ (1+8*4,8652) -1 ]

• D2 = 9,53 m

(59)

5.12.1 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 5.28 Ukuran gigi-gigi pemencar dan gigi-gigi benturan aliran

5.12.2 Dimensi kolam olakan

Ukuran kolam olakan adalah 20 m x 37 m

Ukuran gigi-gigi pemencar aliran adalah dl = 1,349 m, karena

lebar ujung saluran peluncur adalah 20 m maka jumlah gigi-gigi dibuat = 7 buah @ 150 cm, jarak antara gigi-gigi = 35 m dan jarak tepi ke dinding masing-masing = 135 cm Æ cek jumlah jarak = 7 * 1.5 * + 6 * 1.35 + 2 * 0.68 = 20 m

Ukuran ambang ujung hilir kolam olakan dengan mengacu pada

gambar 5.25 didapatkan nilai h3/d1 = 2.00 Æ h3 = 2.00 * 1,349 =

(60)

cm dan jarak tepi ke dinding masing-masing = 100 cm Æ cek

jumlah jarak = 4 * 3 * + 3 * 2 + 2 * 1 = 20.00 m

5.12.3 Tinggi jagaan

Tinggi jagaan pada bangunan pelimpah (spillway) dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

Fb = C . V . 2

1

d

atau

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

1

d

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

Di mana :

Fb = tinggi jagaan

C = koefisien = 0,1 untuk penmapang saluran berbentuk persegi panjang dan 0,13 untuk penampang berbentuk trapesium

V = kecepatan aliran (m/det)

d = kedalaman air di dalam saluran (m)

Tinggi jagaan pada kolam olakan adalah sebagai berikut : d = 9,53m

b = 20 m

A = 9,53 . 20 = 190,6 m²

V = Q/A = 477,4 / 190,6 = 2,505 m/det Tinggi jagaan :

Fb = 0,10 . 2,505 . ₉_,₅₃12

Fb = 0,773

Atau

Fb = 0,6 + 0,037 . 2,505 . ₉_,₅₃13

(61)

Dipakai nilai tertinggi yaitu Fb = 0,796 m dibulatkan Fb = 1.00 m.

5.13 Analisis Stabilitas Bangunan Pelimpah

Perhitungan stabilitas konstruksi bangunan pelimpah ditinjau dengan dua kondisi sebagai berikut :

H

0.850.58 3.00 4.82

1.00 4.02

2.00

Gambar 5.29 Rembesan dan Tekanan Air Tanah di Bawah Pelimpah Kondisi Muka Air normal

a Pada Kondisi Air Normal

Tabel 5.16 Perhitungan Rembesan dan Tekanan Air Tanah Kondisi Muka Air Normal

Titik Garis

Panjang Rembesan Beda

Tekanan Air

(62)

Angka rembesan (Cw) = (Σ Lv + Σ⅓Lh)/ Hw = 2.71

Harga aman untuk Cw = 2,00 untuk jenis tanah pondasi medium clay.

Karena Cw > Cw batas maka struktur bangunan pelimpah pada saat kondisi muka air normal tidak perlu lantai muka.

H l1=0.95 l2=3.58 l3=4.72

1.74 h5=1.73

h3=1.00 h4=3.29

l4=0.95l5=0.58 l6=3.00 l7=4.72

9.25

Gambar 5.30 Stabilitas Pelimpah Pada Kondisi Muka Air Normal

Tabel 5.17 Perhitungan Stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Normal Gaya Horisontal

Gaya Luas x Tekanan Gaya

(63)

Tabel 5.18 Perhitungan Stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Normal Gaya Vertikal

¾ Garis tangkap dan gaya resultan :

¾ Kontrol terhadap guling :

e = (L/2) – (Mo/Rv) < L/6

(64)

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 sebagai berikut (terzaghi) :

qult = α . c . Nc + γ . z . Nq + ½ . γsub . B . Nγ

dimana :

qult = daya dukung ultimate (t/m2)

C = kohesi (t/m2)

γsub = berat isi tanah jenuh air (t/m3)

γ = berat per satuan volume tanah (t/m3)

α, β = faktor yang tak berdimensi dari bentuk tapak pondasi

Z = kedalaman pondasi = 2,00 m B = lebar pondasi = 9,25 m

Tabel 5.19. Koefisien Daya Dukung Tanah Terzaghi

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

Nc = 9.64 c = 20,46 Ton/m2 γ = 1,716 Ton/m3

Nq = 2.70 z = 2,00 m γsat = 1,940 Ton/m3

Nγ = 1.20 B = 9,25 m γsub = 0,940 Ton/m3

φ Nc Nq Nγ 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}

(65)

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

Tegangan yang terjadi :

τ

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

τ

max = (Rv/L) (1 + 6e/L) = 9,616 Ton/m2 < qall ÆAman

τ

min = (Rv/L) (1 - 6e/L) = 4,478 Ton/m2 < qall 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

= 12,66 > 1,5 ÆAman

b Pada Kondisi Air Banjir

H

0.85 0.58 3.00 4.82

1.00 4 .02

2 .00

+ 1 27.90

A A

(66)

H

l1=0.95 l2=3.58 l3=4.72

h5=1.73

h3=1.00 h4=3.29

l4=0.95l5=0.58 l6=3.00 l7=4.72 Wt1

Tabel 5.20 Perhitungan Rembesan dan Tekanan Air Tanah Kondisi Muka Air Banjir

Titik Garis

Panjang Rembesan Beda

Tekanan Air

Beda

(67)

Tabel 5.21 Perhitungan Stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Banjir Gaya Horisontal

Tabel 5.22 Perhitungan Stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Banjir Gaya Vertikal

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

Wt1 Berat air di atas pelimpah -3.0769 8.77 -26.98 Wt2 Berat air di atas pelimpah -13.951 6.51 -90.82 Wt3 Berat air di atas pelimpah -18.416 2.36 -43.46

ΣRv -76.68 ΣMv -421.22

(68)

¾Garis tangkap dan gaya resultan :

Rv = -76.68 Ton Rh = 11.096 Ton Mv = -421.22 Ton m Mh = 151.286 Ton m Mo = -269,934 Ton m

¾ Kontrol terhadap guling :

e = (L/2) – (Mo/Rv) < L/6

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

Nc = 9.64 c = 20,46 Ton/m2 γ = 1,716 Ton/m3

Tegangan yang terjadi :

τ

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

(69)

Dari hasil perhitungan di atas, dengan demikian bangunan spillway dinyatakan aman

terhadap daya dukung tanah.

¾ Kontrol terhadap geser :

S = (Rv/Rh) > 1,5

= 6.91 > 1,5 ÆAman

Tabel 5.23 Hasil analisis stabilits bangunan pelimpah

Kondisi

Angka keamanan yang

ada

Angka keamanan yang

diijinkan

Keterangan

Muka air normal

Guling 9,278 > 1,50 Aman

Daya dukung (Ton/m2) 9,616 < 70.573 Aman

Geser 12,66 > 1,50 Aman

Muka air banjir

Guling 2.784 > 1,50 Aman

Daya dukung (Ton/m2) 9,616 < 70.573 Aman

Geser 6.91 > 1,50 Aman

5.14 Bangunan Penyadap

(70)

Jembatan pelayanan Ruang operasi

Pintu, saringan pada lubang penyadap

Pintu, katub, saringan pada lubang penggelontor sedimen

Lubang udara

Pipa penyalur Menara penyadap

Gambar 5.33 Komponen dari bangunan penyadap menara

5.14.1 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

(71)

5.14.2 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 = 9,8 m/det²

H : tinggi air titik tengah lubang ke permukaan = 10 m

Bukaan Pintu

Tabel 5.24 Perhitungan Debit Berdasarkan Prosentase Bukaan Pintu

(72)

6.25 4.12 4.81 5.49 6.18 6.87 6.50 4.20 4.90 5.60 6.30 7.00 6.75 4.28 4.99 5.71 6.42 7.13 7.00 4.36 5.09 5.81 6.54 7.27 7.25 4.44 5.18 5.92 6.66 7.39 7.50 4.51 5.26 6.02 6.77 7.52 7.75 4.59 5.35 6.12 6.88 7.65 8.00 4.66 5.44 6.21 6.99 7.77 8.25 4.73 5.52 6.31 7.10 7.89 8.50 4.80 5.60 6.41 7.21 8.01 8.75 4.87 5.69 6.50 7.31 8.12 9.00 4.94 5.77 6.59 7.41 8.24 9.25 5.01 5.85 6.68 7.52 8.35 9.50 5.08 5.93 6.77 7.62 8.46 9.75 5.15 6.00 6.86 7.72 8.58 10.00 5.21 6.08 6.95 7.82 8.68

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00

Q60

Q70

Q80

Q90

Q100

Gambar 5.34 Grafik Debit Berdasarkan Prosentase Bukaan Pintu

Bukaan pintu = 80%

(73)

H

h = 0,80 (bukaan 80 %) D = 1, 00