• Tidak ada hasil yang ditemukan

Studi Perencanaan Hidraulik Bendung Tipe Gergaji Dengan Uji Model Fisik Dua Dimensi.

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "Studi Perencanaan Hidraulik Bendung Tipe Gergaji Dengan Uji Model Fisik Dua Dimensi."

Copied!
21
0
0

Teks penuh

(1)

vii

STUDI PERENCANAAN HIDRAULIK

BENDUNG TIPE GERGAJI DENGAN

UJI MODEL FISIK DUA DIMENSI

Bramantyo Herawanto NRP : 1021060

Pembimbing : Ir. Endang Ariani, Dipl., HE

ABSTRAK

Bendung merupakan bangunan air yang berfungsi untuk meninggikan muka air hulu, dan untuk mengendalikan kapasitas debit yang melimpah ke hilir. Pada saat ini sudah banyak dilakukan berbagai penelitian yang bertujuan untuk mendapatkan kapasitas pelimpahan debit yang besar. Salah satu cara untuk mendapatkannya adalah dengan menggunakan bendung tipe gergaji.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui besarnya kapasitas debit maksimum dan penggerusan lokal yang terjadi di hilir bendung. Penelitian menggunakan saluran terbuka model 2 dimensi yang berada di Laboratorium Hidraulika Universitas Kristen Maranatha dengan panjang saluran 9 m, lebar 1 m dan tinggi 0,62 m. Penelitian menggunakan bendung tipe gergaji yang sebelumnya telah direncanakan dengan dimensi tinggi 0,16 m, lebar 1 meter dan panjang pelimpahan bendung 0,5 m. Pada penelitian ini juga menggunakan peredam energi tipe MDO dengan kedalaman lantai dari mercu bendung 0,18 m, panjang lantai 0,31 m dan tinggi ambang 0,02 m. Material dasar saluran yang digunakan yaitu pasir Garut. Dari data-data hasil percobaan Grain Size Analysis (Analisis Ukuran Butir), dengan nilai CU = 26,22 dan CC = 4,6, dapat disimpulkan bahwa tanah yang diuji termasuk kedalam klasifikasi tanah dengan simbol SP-SM (Pasir Bergradasi Buruk dengan Lanau) dengan nilai Gs sebesar 2,65. Pengujian penggerusan dilakukan selama ±40 menit setelah aliran konstan dan dilakukan dengan 3 debit Thompson yang ditinjau (100%, 60%, dan 30%).

Pola gerusan memberi gambaran tentang gerusan lokal di hilir bendung yang mungkin terjadi. Kedalaman gerusan maksimum yang terjadi pada model awal desain didapat titik terdalam sebesar -2 cm. Kedalaman gerusan maksimum yang terjadi pada perubahan model yaitu dengan menambahkan rip-rap didapat titik terdalam -0,8 cm.

(2)

viii

HIDRAULIC DESIGN STUDY

OF LABYRINTH WEIR WITH

TWO DIMENSIONAL PHYSICAL MODEL TESTS

Bramantyo Herawanto NRP : 1021060

Advisor : Ir. Endang Ariani, Dipl., HE

ABSTRACT

Weir is a water construction which has a function to increase the water surface on the upper course, and also to control the discharge capacity that flows to the lower course. Some researches have been done due to get a bigger discharge capacity. One way to achieve this is using a labyrinth type weir.

The objective of this research is to find out the maximum value of debit capacity and local scouring on the course of weir. It uses 2 dimensional model in Maranatha Kristen University Hydraulic Laboratory with 9 m channel length, 1 m width, 0,62 m height. This research is using labyrinth weir that has been design with 0,16 m dimension height, 1 m width, and 0,5 m length of spillway. The height specification of energy dissipator MDO type is 0,18 m from the bottom floor to the weir, its floor length is 0,31 m, and the endsill height is 0,02 m.

Garut’s sand is used as the material on the bottom channel. The result of Grain Size Analysis gives values of Cu = 26,22 , and Cc = 4,6. The research concludes that the soil is included to the SP-SM classification (Poorly Graded Sand With Silt) with Gs = 2,65. This research takes about ± 40 minutes to get a constant flow and uses 3 kinds of Thompson’s discharge (100%, 60%, and 30%).

The scouring pattern gives an illustration about local scouring on the lower course of weir that might be happened. The maximum scouring depth in the earlier model pattern is in -2 cm. The maximum scouring depth in the modification model is in -0,8 cm , the modification is given by adding rip – rap.

(3)

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

PERNYATAAN ORISINALITAS LAPORAN PENELITIAN ... iii

PERNYATAAN PUBLIKASI LAPORAN PENELITIAN ... iv

KATA PENGANTAR ...v

1.2 Maksud dan Tujuan Penelitian ... 3

1.3 Pembatasan Masalah ... 3

1.4 Sistematika Penulisan... 4

BAB II TINJAUAN LITERATUR 2.1 Pengertian Bendung ... 5

2.2 Tipe Bendung ... 6

2.2.1 Bendung Tetap ... 6

2.2.2 Bendung Gerak... 8

2.3 Komponen Utama Bendung ... 9

2.3.1 Pelimpah Bendung ... 9

2.3.2 Mercu Bendung ... 10

2.3.3 Bangunan Peredam Energi ... 11

2.4 Bendung Tipe Gergaji ... 14

2.4.1 Persyaratan Penerapan Bendung Tipe Gergaji ... 15

2.4.2 Keuntungan Bendung Tipe Gergaji ... 15

2.4.3 Desain Hidraulik ... 16

2.5 Debit Aliran ... 18

2.6 Penggerusan Di Hilir Bendung ... 19

2.7 Klasifikasi Tanah ... 20

2.7.1 Penentuan Berat Jenis Butir (Spesific Gravity-Gs) ... 20

2.7.2 Analisis Ayak ... 22

2.7.3 Sistem Klasifikasi Tanah... 23

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Deskripsi Pelaksanaan Penelitian ... 24

3.2 Pengujian Lengkung Debit Thompson... 26

(4)

x

3.4 Perencanaan Dimensi Bendung Tipe Gergaji ... 29

3.5 Perencanaan Peredam Energi Tipe MDO ... 33

3.6 Pengujian Berat Jenis Butir (Spesific Gravity-Gs) ... 34

3.7 Pengujian Analisis Ayak ... 37

BAB IV HASIL ANALISIS PENELITIAN 4.1 Analisis Uji Aliran Pada Thompson ... 40

4.2 Analisis Penggerusan di Hilir Bendung ... 42

4.2.1 Penggerusan Pada Model Desain Awal ... 43

4.2.2 Penggerusan Pada Perubahan Model Desain ... 50

4.3 Analisis Berat Jenis Butir (Spesific Grafity-Gs) ... 57

4.4 Analisis Ukuran Butir (Grain Size Analisys) ... 60

BAB V SIMPULAN DAN SARAN ... 5.1 Simpulan ... 65

5.2 Saran ... 66

DAFTAR PUSTAKA ... 67

(5)

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Pelimpah Gergaji Bendungan Way Rarem, Lampung ...2

Gambar 1.2 Bendung Gergaji Ciwadas, Jawa Barat ...3

Gambar 2.1 Bendung Susunan Batu Kali ...7

Gambar 2.2 Bendung Bronjong ...7

Gambar 2.3 Bendung Cerucuk ...8

Gambar 2.4 Bendung Gerak ...9

Gambar 2.5 Bentuk Mercu ...10

Gambar 2.6 Peredam energi tipe MDO ...13

Gambar 2.7 Grafik MDO Penentuan Kedalaman Lantai Peredam Energi ...13

Gambar 2.8 Grafik MDO Penentuan Panjang Lantai Peredam Energi ...14

Gambar 2.9 Pengaruh Besar Nilai Pelipatan Panjang Pelimpah terhadap Kapasitas Pelimpah ...17

Gambar 2.10 Alat Ukur Thompson ...18

Gambar 2.11 Hubungan antara berat volume, air dan berat spesifik ...20

Gambar 3.1 Tampak Atas Saluran ...24

Gambar 3.2 Diagram alir pelaksanaan ...25

Gambar 3.3 Meteran taraf ...27

Gambar 3.4 Pintu air ...27

Gambar 3.5 Pengaruh banyak gigi terhadap kapasitas pelimpah ...30

Gambar 3.6 Sudut dan kemiringan gigi gergaji ...32

Gambar 3.7 Skema Bendung Tipe Gergaji ...32

Gambar 3.8 Desain peredam energi tipe MDO ...34

Gambar 4.1 Grafik Lengkung Debit Thompson ...41

Gambar 4.2 Grafik Lengkung Debit Melalui Bendung ...42

Gambar 4.3 Model Desain Awal ...43

Gambar 4.4 Profil Aliran dan Penggerusan Pada Model Awal (Q 100%) ...45

Gambar 4.5 Profil Aliran dan Penggerusan Pada Model Awal (Q 60%) ...47

Gambar 4.6 Profil Aliran dan Penggerusan Pada Model Awal (Q 30%) ...49

Gambar 4.7 Perubahan Model Desain ...50

Gambar 4.8 Profil Aliran dan Penggerusan Pada Perubahan Model Desain (Q 100%) ...52

Gambar 4.9 Profil Aliran dan Penggerusan Pada Perubahan Model Desain (Q 60%) ...54

Gambar 4.10 Profil Aliran dan Penggerusan Pada Perubahan Model Desain (Q 30%) ...56

Gambar 4.11 Grafik Kalibrasi Erlenmeyer ...58

(6)

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Peralatan Uji Lengkung Debit Thompson...26

Tabel 3.2 Peralatan Uji Penggerusan ...28

Tabel 3.3 Peralatan Uji Berat Jenis Butir (Spesific Gravity-Gs) ...35

Tabel 3.4 Peralatan Uji Analisa Ayak ...37

Tabel 4.1 Hasil Uji Debit Thompson ...41

Tabel 4.2 Hasil Uji Aliran Melalui Bendung ...42

Tabel 4.3 Rekapitulasi Hasil Uji Penggerusan ...57

Tabel 4.4 Kalibrasi Erlenmeyer ...57

Tabel 4.5 Berat Jenis Butir ...58

(7)

xiii

D10 : Diameter butir yang bersesuaian dengan 10% lolos ayakan (mm) D30 : Diameter butir yang bersesuaian dengan 30% lolos ayakan (mm) D60 : Diameter butir yang bersesuaian dengan 60% lolos ayakan (mm) Ds : Kedalaman lantai peredam energi (meter)

E : Parameter energi

F : Koefisien pelimpahan mercu Fi : Persentase lolos saringan no. i g : Gravitasi (meter/detik2)

Gs : Berat jenis butir

GT : Berat jenis dari air pada suhu ToC h : kedalaman aliran (cm)

lg : Panjang pelimpah bendung tipe gergaji (m) Ls : Panjang lantai peredam energi (m)

Ri : Persentase kumulatif tertahan saringan no. i WS : Berat tanah kering (gram)

(8)

xiv

W2 : Berat Erlenmeyer + aquades (gram)

z : Beda tinggi muka air udik dan muka air hilir (meter)

α : Sudut pada alat ukur Thompson (90°)

(9)

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

LAMPIRAN 1 Tabel berat jenis air ... 68

LAMPIRAN 2 Tabel berat jenis butir ... 69

LAMPIRAN 3 Tabel klasifikasi tanah ... 70

LAMPIRAN 4 SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR ... 71

(10)

68 Universitas Kristen Maranatha

LAMPIRAN I

Tabel 1 Berat jenis air (GT)

GT

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0

C

0 0,9999 0,9999 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 0,9999 0,9999 0,9999

10 0,9997 0,9996 0,9995 0,9994 0,9993 0,9991 0,9990 0,9988 0,9986 0,9984

20 0,9982 0,9980 0,9978 0,9976 0,9973 0,9971 0,9968 0,9965 0,9963 0,9960

30 0,9957 0,9954 0,9951 0,9947 0,9944 0,9941 0,9937 0,9934 0,9930 0,9926

40 0,9922 0,9919 0,9915 0,9911 0,9907 0,9902 0,9898 0,9894 0,9890 0,9885

50 0,9881 0,9876 0,9872 0,9867 0,9862 0,9857 0,9852 0,9848 0,9842 0,9838

60 0,9832 0,9827 0,9822 0,9817 0,9811 0,9806 0,9800 0,9795 0,9789 0,9784

70 0,9778 0,9772 0,9767 0,9761 0,9755 0,9749 0,9743 0,9737 0,9731 0,9724

80 0,9718 0,9712 0,9606 0,9699 0,9693 0,9686 0,9680 0,9673 0,9667 0,9660

(11)

69 Universitas Kristen Maranatha

LAMPIRAN II

Tabel Berat jenis butir (Bowles, 1996)

Soil Gs

Gravel 2,65 – 2,68

Sand 2,65 – 2,68

Silt, inorganic 2,62 – 2,68

Clay, organic 2,58 – 2,65

(12)

70 Universitas Kristen Maranatha

LAMPIRAN III

(13)

71 Universitas Kristen Maranatha

SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR

Sesuai dengan persetujuan dari Ketua Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha, melalui surat No. 1324/TA/FTS/UKM/III/2012

tanggal 10 Maret 2012, dengan ini saya selaku Pembimbing Tugas Akhir memberikan tugas kepada:

Nama : Bramantyo Herawanto N R P : 1021060

untuk membuat Tugas Akhir bidang Struktur dengan judul:

STUDI PERENCANAAN HIDRAULIK BENDUNG TIPE GERGAJI DENGAN UJI MODEL FISIK DUA DIMENSI

Pokok pembahasan Tugas Akhir adalah sebagai berikut: 1. Pendahuluan

2. Tinjauan Literatur

3. Studi Kasus dan Pembahasan 4. Kesimpulan dan Saran

Hal-hal lain yang dianggap perlu dapat disertakan untuk melengkapi penulisan Tugas Akhir ini.

Bandung, 10 Maret 2012

(14)

72 Universitas Kristen Maranatha

SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR

Yang bertanda tangan di bawah ini selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir dari mahasiswa:

Nama : Bramantyo Herawanto N R P : 1021060

Menyatakan bahwa Tugas Akhir dari mahasiswa tersebut di atas dengan judul:

STUDI PERENCANAAN HIDRAULIK

BENDUNG TIPE GERGAJI DENGAN

UJI MODEL FISIK DUA DIMENSI

dinyatakan selesai dan dapat diajukan pada Ujian Sidang Tugas Akhir (USTA).

Bandung, Desember 2012

(15)

1 Universitas Kristen Maranatha

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Bendung merupakan bangunan air yang berfungsi untuk meninggikan muka air hulu, dan untuk mengendalikan kapasitas debit yang melimpah ke hilir. Kapasitas pelimpahan ini erat kaitannya dengan tinggi muka air udik akibat pembendungan.

Pada saat ini sudah banyak dilakukan berbagai penelitian yang bertujuan untuk mendapatkan kapasitas pelimpahan debit yang besar. Salah satu penelitian tersebut adalah bendung tipe gergaji.

Bangunan tipe gergaji hakikatnya adalah bendung tetap yang dibangun melintang sungai guna meningkatkan muka air udik, menahan atau mengurangi laju muatan sedimen yang bergerak dari udik ke hilir, mempertahankan dan atau meninggikan dasar sungai, mengendalikan kemiringan dasar sungai di udik bendung atau untuk mengendalikan debit yang melimpah ke hilir. Pelimpah bendungan tipe gergaji berguna untuk melewatkan sebagian air yang berlebih dengan aman ke hilir.

(16)

2 Universitas Kristen Maranatha

Gambar 1.1 Pelimpah gergaji bendungan Way Rarem, Lampung [Pusat Penelitian dan Pengembangan Pengairan]

(17)

3 Universitas Kristen Maranatha

Gambar 1.2 Bendung gergaji Ciwadas, Jawa Barat [Pusat Penelitian dan Pengembangan Pengairan]

Berdasarkan berbagai penelitian yang telah dilakukan, penulis tertarik untuk melalukan penelitian kembali tentang studi perencanaan hidraulik bendung tipe gergaji dengan uji model fisik dua dimensi.

1.2Maksud dan Tujuan Penelitian

Maksud dari penelitian ini adalah merencanakan dimensi bendung tipe gergaji dan peredam energi / kolam olak tipe MDO.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kapasitas debit maksimum bendung dan penggerusan yang terjadi di hilir bendung sedangkal mungkin.

1.3Pembatasan Masalah

Adapun pembatasan masalah dalam penelitian ini adalah:

1. Penelitian menggunakan saluran terbuka model 2 dimensi yang berada di Laboratorium Hidraulika, Universitas Kristen Maranatha.

2. Saluran yang digunakan memiliki ukuran panjang 9 meter, lebar 1 meter dan tinggi 0,62 meter.

(18)

4 Universitas Kristen Maranatha 5. Jumlah gigi yang digunakan pada penelitian ini adalah dua buah.

6. Peredam energi yang digunakan adalah peredam tipe MDO. 7. Debit aliran yang ditinjau pada 30%, 60%, dan 100%.

8. Pengujian analisis ayak dan berat jenis butir pasir (Gs) dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah, Universitas Kristen Maranatha.

9. Pasir yang digunakan adalah pasir Garut.

1.4Sistematika Penulisan

Penulisan Tugas Akhir ini terdiri dari 5 (lima) bab, dengan beberapa subbab di dalamnya. Secara garis besar, sistematika isi dari tiap bab adalah sebagai berikut:

Pada Bab 1 Pendahuluan membahas latar belakang permasalahan, tujuan penulisan, ruang lingkup penelitian, diagram alir penelitian

Pada Bab 2 Tinjauan Literatur, menguraikan tentang dasar teori penelitian, dan rumusan-rumusan yang digunakan.

Pada Bab 3 Metodologi Penelitian, menguraikan tentang metode penelitian yang digunakan, data-data yang digunakan dalam penelitian, dan data hasil dari penelitian.

Pada Bab 4 Hasil Analisis Penelitian, menguraikan tentang perhitungan data dan hasil penelitian.

(19)

65 Universitas Kristen Maranatha

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

5.1Simpulan

Percobaan menggunakan bendung dan peredam energi yang sebelumnya telah didesain. Bendung yang digunakan adalah bendung tipe gergaji yang memiliki 2 gigi dengan tinggi 0,16 m, lebar 1 m, dan panjang pelimpahan 0,5 m. Peredam energi yang digunakan merupakan peredam energi tipe MDO dengan kedalaman lantai yang diukur dari atas mercu bendung sebesar 0,18 m, panjang lantai 0,31 m dan tinggi ambang 0,02 m.

Setelah menganilisis data dan melakukan percobaan, maka diperoleh hasil- hasil sebagai berikut :

Pada percobaan penggerusan debit yang ditinjau untuk mengetahui gerusan terdalam yaitu pada debit maksimum (Q 100%). Pada pemodelan desain awal, penggerusan yang terjadi memiliki gerusan terdalam -2 cm dengan debit 100% (QThompson = 0,0371 m3/dt) dengan datum ± 0,00 ambang terendah, yang berarti hasil penggerusan cukup dalam.

Dilakukan perubahan ke -1, dimana perubahan yang dilakukan dengan member rip-rap Ø ≤ 0,5 - 1 cm, panjang rip-rap 10 cm, kedalaman 5 cm dan kemiringan 1 : 5. Dialiri dengan debit 100% (QThompson = 0,035 m3/dt), penggerusan terdalam yang terjadi adalah -0,8 cm dengan datum ± 0,00 ambang terendah yang berarti penggerusan cukup dangkal.

(20)

66 Universitas Kristen Maranatha

Dari data-data hasil percobaan Grain Size Analysis (Analisis Ukuran Butir), dengan nilai CU = 26,22 dan CC = 4,6, dapat disimpulkan bahwa tanah yang diuji berdasarkan tabel klasifikasi tanah dengan sistem klasifikasi ASTM D 2487, termasuk kedalam klasifikasi tanah dengan simbol SP-SM (Pasir Bergradasi Buruk dengan Lanau) dengan nilai Gs sebesar 2,65.

Dengan adanya kandungan lanau yang merupakan tanah berbutir halus pada tanah yang telah diuji, dampak yang terjadi terhadap penggerusan di hilir bendung sangat besar karena pada saat dialiri oleh air, tanah dengan butir halus akan mudah terbawa oleh air. Hal tersebut menyebabkan adanya titik penggerusan di hilir bendung yang cukup dalam yaitu melebihi 1 cm.

5.2 Saran

(21)

67 Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR PUSTAKA

Chow, V.T. 1992, Hidrolika Saluran Terbuka, Terjemahan E.V Nensi Rosalina, Erlangga, Jakarta.

Mawardi, Erman, Drs, Dipl.AIT, Memed, H.Moch, Ir,Dipl.HE,APU. 2002, Desain

Hidraulik Bendung Tetap, Alfabeta. Bandung

Pedoman Konstruksi dan Bangunan, Pd T-01-2001-A, Perencanaan Hidraulik

Bendung dan Pelimpah Bendung Tipe Gergaji, Departemen Permukiman dan

Prasarana Wilayah

Standar Kriteria Desain, KP-02, 1990, Kriteria Desain Bangunan Utama, Departemen Pekerjaan Umum Direktorat Jenderal Pengairan.

Gambar

Tabel 1 Berat jenis air (GT)
Tabel Berat jenis butir  (Bowles, 1996)
Tabel klasifikasi tanah
Gambar 1.1 Pelimpah gergaji bendungan Way Rarem, Lampung
+2

Referensi

Dokumen terkait

Hasil penggerusan pada saat kolam olak diperpanjang sebesar 5 cm titik terdalam–3 cm dari datum yang berada pada ambang hilir bagian bawah yang berjarak 12 cm dari hilir

Tujuan yang hendak dicapai adalah untuk memudahkan perencanaan dan pengoperasian pintu tonjol sebagai alat ukur debit pada suatu sistem jaringan irigasi dengan nilai koefisien

Dari hasil pengujian di laboratorium ternyata endapan di udik bendung tidak berpengaruh terhadap kapasitas aliran yang melalui bendung ini, hal ini dapat dilihat dari hasil

Aliran tidak bebas adalah kondisi aliran dimana limpasan air yang melalui balok sekat terganggu oleh muka air hilir yang ketinggiannya lebih tinggi dari pada mercu balok sekat..

Pengaruh Waktu Pemanasan Serbuk Gergaji yang Berukuran Lebih Besar dari 355 µm yang Dipanaskan pada Suhu 300 o C dan Didinginkan dengan Es Selama 30 Menit terhadap

Hasil studi penelitian ini didapat hasil sebagai berikut, Nilai Koefisien Debit ( μ ) terbesar adalah 0.708033236 yang terdapat pada bukaan pintu tonjol terkecil, yaitu bukaan pintu

• Dari hasil analisa statistik pengujian nilai koefisien debit, maka dari hasil hipotesis awal yang menyatakan bahwa nilai koefisien debit (Cd) tersebut berbeda

Tujuan dari penelitian ini adalah merencanakan dimensi bendung gerak dengan pintu air tipe drum gate untuk kontrol banjir dengan sensor ketinggian air di muka