PERENCANAAN BENDUNG
PERENCANAAN BENDUNG
disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata
disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Rekayasa Irigasi IIkuliah Rekayasa Irigasi II Dosen: Drs. Odih Supratman, ST., MT.
Dosen: Drs. Odih Supratman, ST., MT.
Disusun oleh: Disusun oleh: Asrinia Desilia Asrinia Desilia 1404149 1404149
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL-S1 PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL-S1 DEPARTEMEN PENDIDIKAN TEKNIK SIPIL DEPARTEMEN PENDIDIKAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN
UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA
2017 2017
KATA PENGANTAR KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang Segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang selalu memberikan hidayah dan rahmat-Nya. Sehingga penulis diberi selalu memberikan hidayah dan rahmat-Nya. Sehingga penulis diberi kemampuan untuk menyelesaikan tugas terstruktur ini.
kemampuan untuk menyelesaikan tugas terstruktur ini.
Tugas ini diajukan sebagai salah satu persyaratan akademik bagi penulis Tugas ini diajukan sebagai salah satu persyaratan akademik bagi penulis pada mata kuliah Rekayasa Irigasi 2 pada Program Studi Teknik Sipil S1, pada mata kuliah Rekayasa Irigasi 2 pada Program Studi Teknik Sipil S1, Departemen Pendidikan Teknik Sipil, Fakultas Pendidikan Teknologi dan Departemen Pendidikan Teknik Sipil, Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan, Universitas Pendidikan Indonesia.
Kejuruan, Universitas Pendidikan Indonesia.
Dalam penulisan laporan ini, penulis menyadari bahwa selama Dalam penulisan laporan ini, penulis menyadari bahwa selama pengerjaan tugas ini penulis banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pengerjaan tugas ini penulis banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis tidak lupa
pihak. Untuk itu penulis tidak lupa mengucapkan terima kasih kepada:mengucapkan terima kasih kepada: 1.
1. Bpk. Drs. Odih Supratmana, ST, MT Bpk. Drs. Odih Supratmana, ST, MT dan Ibu Mardiani, M.Eng selakudan Ibu Mardiani, M.Eng selaku dosen Irigasi dan Bangunan Air II
dosen Irigasi dan Bangunan Air II 2.
2. Bambang Eko Widyanto, ST yang telah membimbing penyelesaianBambang Eko Widyanto, ST yang telah membimbing penyelesaian tugas ini
tugas ini 3.
3. Teman dan rekanTeman dan rekan – – rekan rekan yang yang memberikan memberikan dukungan dukungan dalamdalam mengerjakan laporan ini.
mengerjakan laporan ini.
Tugas ini bukanlah karya yang sempurna karena masih
Tugas ini bukanlah karya yang sempurna karena masih memiliki banyakmemiliki banyak kekurangan, baik dalam hal isi maupun sistematika dan teknik penulisannya. kekurangan, baik dalam hal isi maupun sistematika dan teknik penulisannya. Oleh sebab itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang Oleh sebab itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan tugas ini. Akhirnya semoga tugas ini bisa membangun demi kesempurnaan tugas ini. Akhirnya semoga tugas ini bisa memberikan manfaat bagi penulis dan bagi pembaca.
memberikan manfaat bagi penulis dan bagi pembaca.
Bandung, Mei 2017 Bandung, Mei 2017
Penulis Penulis
DAFTAR ISI DAFTAR ISI
KATA
KATA PENGANTAR PENGANTAR ... .... ii DAFTAR
DAFTAR ISI ...ISI ... ... iiii DAFTAR
DAFTAR GAMBAR ...GAMBAR ... ... vv BAB
BAB 1 1 ... ... 11 PENDAHULUAN
PENDAHULUAN ... ... 11 1.1
1.1 Latar Latar Belakang Belakang ... 1... 1 1.2
1.2 Tujuan ...Tujuan ... ... 11 1.3
1.3 Sistematika Sistematika Penulisan Penulisan ... 2... 2 BAB
BAB II ...II ... .. 33 STUDI
STUDI PUSTAKA PUSTAKA ... ... 33 2.1. Pemi
2.1. Pemilihan lihan Lokasi dan Lokasi dan Jenis Jenis Bendung Bendung ... 3... 3 2.2.
2.2. Perencanaan Perencanaan Bangunan Utama ...Bangunan Utama ... 6... 6 2.3
2.3 Stabilitas Stabilitas ... ... 2626 BAB III
BAB III ANALISIS PERHITUNGAN ANALISIS PERHITUNGAN HIDROLIS BENDUNG HIDROLIS BENDUNG ... 33... 33 3.1.
3.1. Data Data Perencanaan ...Perencanaan ... ... 3333 3.2.
3.2. Kemiringan Kemiringan Rata-rata ...Rata-rata ... 34... 34 3.3. Penentuan
3.3. Penentuan Kurva Debit Kurva Debit ... 34... 34 3.4.
3.4. Lebar Lebar Rerata Rerata ... 35... 35 3.5 Penentuan
3.5 Penentuan Lebar Efektif Lebar Efektif Bendung ...Bendung ... 36... 36 3.6.
3.6. Desain Desain Mercu Mercu ... 39... 39 3.7. Desain
3.7. Desain Kolam Olak Kolam Olak (Bucket) ...(Bucket) ... 42.... 42 3.8.
3.8. Desain Desain Intake ...Intake ... 44... 44 3.9.
3.9. Desain Desain Pembilas ...Pembilas ... 47... 47 3.10.
3.10. Kurva Kurva Pengempangan Pengempangan ... ... 5050 3.11.
3.11. Lantai Lantai Muka Muka ... 52... 52 3.12. Keamana Terhadap Rembesan
3.12. Keamana Terhadap Rembesan dan Tekanan Air ...dan Tekanan Air ... 54.... 54 3.13.
3.13. Stabilitas Stabilitas Bendung Bendung ... 57... 57 BAB BAB IV IV ... ... 6666 PENUTUP ... PENUTUP ... ... 6666 4.1 4.1 Simpulan ...Simpulan ... ... 6666
4.2 Saran ... 66 DAFTAR PUSTAKA ... 67
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1. Harga-harga perkiraan daya dukung yang diizinkan (British
Standar Code of Practice CP 2004) ... 11
Tabel 2. 2. Sudut Gesekan dalam dan kohesi c ... 11
Tabel 2. 3. nilai-nilai hubungan H1/r dan C0 ... 13
Tabel 2. 4. nilai – nilai hubungan p/H1 dan C1 ... 14
Tabel 2. 5. nilai-nilai hubungan p/H1 , dan kemiringan muka hulu bendun . 15 Tabel 2. 6. Harga K dan n ... 16
Tabel 2. 7. harga-harga ξ ... 27
Tabel 3. 1. Kemiringan Rata-rata 34 Tabel 3. 2. Nilai B Rerata ... 36
Tabel 3. 3. Koefisien Kontraksi ... 37
Tabel 3. 4. Koordinat Mercu ... 39
Tabel 3. 5. Pengempangan ... 51
Tabel 3. 6. Weight Creep Ratio ... 52
Tabel 3. 7. Harga-harga minimum angka rembesan Lane ... 54
Tabel 3. 8. Uplift kondisi normal ... 55
Tabel 3. 9. Uplift Kondisi Banjir Rencana ... 56
Tabel 3. 10. Besaran gaya yang bekerja pada bendung kondisi normal ... 57 Tabel 3. 11. Besaran gaya yang bekerja pada bendung kondisi banjir .... Error! Bookmark not defined.
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1. Grafik perencanaan ukuran pasangan batu kosong ... 7
Gambar 2. 2. Contoh filter antara pasangan batu kosong dan bahan asli (tanah dasar) Gambar 2. 3. Detail BronjongBahan Pondasi ... 10
Gambar 2. 4. Tipe Mercu bulat ... 13
Gambar 2. 5. grafik koefisien debit ... 13
Gambar 2. 6. Grafik Hubungan P/H1dan C1 ... 14
Gambar 2. 7. Harga-harga koefisien C2 untuk bendung mercu tipe Ogee dengan muka hulu melengkung ... 15
Gambar 2. 8. Mercu tipe Ogee ... 16
Gambar 2. 9. bentuk-bentuk Jeruji kisi-kisi penyaring dan harga-harga β... 19
Gambar 2. 10. tipe-tipe pintu pengambilan pintu sorong kayu dan baja... 20
Gambar 2. 11. pintu pengambilan tipe radial ... 20
Gambar 2. 12. Geometri Pembilas ... 21
Gambar 2. 13. Pembilas samping ... 22
Gambar 2. 14. metode menemukan tinggi dinding pemisah ... 23
Gambar 2. 15. macam-macam pintu pembilas... 26
Gambar 2. 16. gaya angkat untuk bangunan yang dibangun pada pondasi buatan ... 27
Gambar 2. 17. contoh jaringan aliran bawah dam pasangan batu dan pasir .. 28
Gambar 2. 18. gaya angkat pada pondasi bendung ... 29
Gambar 2. 19. Unsur-Unsur Persamaan Distribusi tekananTekanan vertikal pondasi: ... 31
Gambar 3. 1. Peta Situasi Sungai BN-3 33 Gambar 3. 2. Kurva Debit BN-3 ... 35
Gambar 3. 3. Kurva Mercu Rencana ... 41
Gambar 3. 4 Tipe Mercu Bulat ... 41
Gambar 3. 5. Ruang Olakan Bucket ... 43
Gambar 3. 6. Menentukan jari-jari minimum bak... 44
Gambar 3. 8. Saluran Intake ... 46
Gambar 3. 9. Kondisi Pintu dibuka Setinggi Undersluice ... 49
Gambar 3. 10. Kondisi Pintu dibuka setinggi mercu ... 49
Gambar 3. 11. Kurva Pengempangan ... 51
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air merupakan kebutuhan manusia yang sangat mendasar, air pada umumnya berasal dari air hujan, mata air, air tanah, dan air permukaan sungai. Air tersebut dapat dimanfaatkan untuk irigasi pertanian, bahan baku air bersih, dan lain-lain.
Kebutuhan air saat ini dari segi kualitas maupun kuantitas menjadi bertambah dan meningkat, sedangkan cadangan air yang ada saat ini sangat terbatas. Adanya peningkatan kebutuhan air untuk kebutuhan sehari-hari dan irigasi memerlukan banyak pengembangan sumber air untuk menjaga keseimbangan antara kebutuhan dan ketersediaan air.
Pengembangan sumber daya air didefinisikan sebagai aplikasi cara struktural dan non-struktural untuk mengendalikan, mengolah sumber daya air agar memberikan manfaat bagi mahluk hidup dan manfaat untuk tujuan-tujuan lingkungan. Cara nonstuktural adalah program-program pengendalian dan pengolahan sumber daya air yang tidak membutuhkan fasilitas-fasilitas yang harus dibangun, sedangkan cara structural adalah program-program pengendalian dan pengolahan sumber daya air dengan membangun fasilitas yang dibutuhkan.
Untuk menaikan permukaan air sungai agar air sungai dapat dialirkan ke daerah dialirkan ke daerah irigasi, perlu dibuat bendung. Bendung terbagi 2 macam. Ada bendung tetap dan bendung Sementara.
1.2 Tujuan
Tujuan secara umum dari laporan tugas besar ini adalah untuk mengetahui secara jelas tentang Perencanaan Hidrolis Bendung untuk meningkatkan pemahaman teknik irigasi pada mahasiswa teknik sipil. Adapun tujuan khusus dari laporan tugas ini adalah.untuk mengetahui tahapan perencanaan hidrolis bendung tetap dengan baik dan benar termasuk syarat-syarat apa saja yang harus dipenuhi.
1.3 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan adalah sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN : Dalam bab ini dibahas mengenai latar belakang, maksud dan tujuan, serta sistematika penulisan.
BAB II STUDI PUSTAKA: Dalam bab ini dibahas mengenai teori-teori yang akan digunakan dalam perencanaan.
BAB III METODE PERENCANAAN: Dalam bab ini akan dibahas deskripsi lokasi perencanaan dan tahapan desain perencanaan hidraulis,
BAB IV KESIMPULAN : Pada bab ini berisi kesimpulan mengenai hasil perencanaan.
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
BAB II
STUDI PUSTAKA
2.1. Pemilihan Lokasi dan Jenis Bendung 2.1.1 Pemilihan Lokasi
Dalam pemilihan bendung hendaknya dipilih lokasi yang paling menguntungkan dari beberapa segi. Misalnya dilihat dari segi perencanaan, pengamatan bendung, pelaksanaan, pengoperasian, dampak pembangunan dan sebagainya. Selain itu dipertimbangkan pula atas beberapa pengalaman dalam memilih lokasi bendung ditetapkan berdasarkan persyaratan yang dominan. Pemilihan lokasi bendung agar dipertimbangkan pula terhadap pengaruh timbal balik antara morfologi sungai dan bangunan lain yang ada dan akan dibangun.
Lokasi bendung dipilih atas pertimbangan beberapa aspek yaitu : a. Keadaan topografi dari rencana daerah irigasi yang akan diairi.
b. Kondisi topografi dari lokasi bendung, harus mempertimbangkan beberapa aspek yaitu :
Ketinggian bendung tidak terlalu tinggi, bila bendung dibangun di palung sungai, maka sebaiknya ketinggian bendung dari dasar sungai tidak lebih dari tujuh meter, sehingga tidak menyulitkan pelaksanaannya.
Trace saluran induk terletak ditempat yang baik, misalnya penggaliannya tidak terlalu dalam dan tanggul tidak terlalu tinggi, untuk tidak menyulitkan pelaksaan, penggalian saluran induk dibatasi sampai dengan kedalaman 8 meter, bila masalah ini dijumpai maka sebaliknya lokasi bendung dipindah ktempat lain, catatan untuk kedalaman saluran induk yang diijinkan sampai tanah dasar cukup baik dan saluran tidak terlalu panjang.
Penempatan lokasi intake yang tepat dilihat dari segi hidraulik dan angkutan sedimen, sehingga aliran ke intake tidak mengalami gangguan dan angkutan sedimen yang akan masuk ke intake juga dapat dihindari, untuk menjamin aliran lancer masuk ke intake,
salah satu syratnya, intake harus terletak di tikungan luar aliran atau bagian sungai yang lurus dan harus dihindari penemapatan intake di
tikungan dalam aliran.
c. Kondisi hidraulik dan morfologi sungai di lokasi bendung, termasuk angkutan sedimennya adalah faktor yang harus dipertimbangkan pula dalam pemilihan lokasi bendung yang meliputi :
Pola aliran sungai, kecepatan, dan arahnya pada waktu debit banjir, sedang dan kecil.
Kedalaman dan lebar muka air pada waktu debit banjir, sedang dan kecil.
Tinggi muka air pada debit rencana. Potensi dan distribusi angkutan sedimen.
Bila persyaratan di atas tidak terpenuhi maka dipertimbangkan pembangunan bendung di lokasi lain misalnya di sudetan sungai atau dengan jalan membangun pengendalian sungai.
d. Kondisi tanah pondasi, bendung harus ditempatkan di lokasi dimana tanah pondasinya cukup baik sehingga bangunan akan stabil. Faktor lain yang harus dipertimbangkan pula yaitu potensi kegempaan, potensi gerusan karena arus dan sebagainya, secara teknik bendung dapat ditempatkan di lokasi sungai dengan tanah pondasi yang kurang baik, tetapi bangunan akan membutuhkan biaya yang tinggi, peralatan yang lengkap dan pelaksanaanya yang tidak mudah.
e. Biaya pelaksanaan beberapa alternative lokasi harus dipertimbangkan, yang selanjutnya biaya pelaksanaan dapat ditentukan dan cara pelaksanaannya, peralatan dan tenaga. Biasanya biaya pelaksanaan ditentukan berdasarkan pertimbangan terakhir. Dari beberapa alternative lokasi ditinjau pula dari segi biaya yang paling murah dan pelaksanaan yang tidak terlalu sulit.
f. Faktor-faktor lain yang harus dipertimbangkan dalam memilih lokasi bendung yaitu penggunaaan lahan di sekitar bendung, kemungkinan
derah genangan yang tidak tidak terlalu luas dan ketinggian tanggul banjir.
2.1.2 Penentuan Jenis Bendung a. Bendung Tetap
Bendung tetap adalah jenis bendung yang tinggi pembendungannnya tidak dapat diubah sehingga muka air dihulu bendung tidak dapat diatur sesuai yang dikehendaki.
Berdasarkan ambangnya, bendung tetap dibedakan menjadi 2, yaitu : Ambang tetap yang lurus dari tepi ke tepi kanan sungai: as ambang
tersebut berupa garis lurus yang menghubungkan dua titik tepi sungai Ambang tetap yang berbelok-belok seperti gigi gergaji: diperlukan bila
panjanh ambang tidak mencukupi dan biasanya untuk sungai dengan lebar yang kecil tetapi debit airnya besar dna disarankan dipakai pada saluran, dengan syarat :
Debit relative stabil
Tidakmembawa material terapung berupa atang – batang pohon Efektivitas panjang bendung gergaji terbatas pada kedalaman air
pelimpasan tertentu. b. Bendung Gerak
Bendung gerak adalah jenis bendung yang tinggi pembendungannya dapat diubah sesuai dengan yang dikehendaki
Tipe bendung gerak berdasarkan pintu-pintunya :
Pintu geser atau sorong: banyak digunakan untuk lebar dan tinggi bukaan yang kecil dan sedang
Pintu radial: daun pintu berbentuk lengkung (busur)dengan lengan pintu yang sendinya tertanam ditembok sayap atau pilar, alat penggerak pintu dapat pula dilakukan secara hidrolik dengan peralatan pendorong dan penarik mekanik yang tertanam pada tembok sayap atau pilar.
c. Pemilihan Tipe BendungPemilihan tipe bendung didasarkan pada pengaruh air balik akibat pembendungan (back water)
Jika pengaruh air balik akibat pembendungan tersebut berdampak pada daerah yang tidak terlalu luas (missal didaerah hulu) maka bendung tetap merupakan pilihan yang tepat
Jika pengaruh air balik akibat pembendungan tersebut berdampak pada daerah yang luas maka dipilih bendung gerak.
Jika sungai mengangkut batu-batuan bongkahan pada saat banjir, maka peredam energy yang sesuai adalah tipe bak tenggelam. Bagian hulu muka pelimpah direncanakan mempunyai kemiringan untuk mengantisipasi agar batu-batu bongkahan dapat terangkut lewat atas pelimpah, jika sungai tidak mengankut batu-batuan pada saat banjir, maka peredam energy sesuai tipe kolam olakan.
2.2. Perencanaan Bangunan Utama
2.1.3 Penggunaan Bahan Khusus A. Lindungan Permukaan
Tipe dan ukuran sedimen yang diangkut oleh sungai akan mempengaruhi pemilihan bahan yang akan dipakai untuk membuat permukaan bangunan yang langsung bersentuhan dengan aliran air. Ada tiga tipe bahan yang bisa dipakai untuk melindungi bangunan terhadap gerusan (abrasi), yakni:
Beton, jika direncana dengan baik dan dipakai di tempat yang benar, merupakan bahan lindungan yang baik pula, beton yang dipakai untuk lindungan permukaan sebaiknya mengandung agregat berukuran kecil, bergradasi baik dan berkekuatan tinggi.
- Baja, kadang-kadang dipakai di tempat yang terkena hempasan berat oleh air yang mengandung banyak sedimen. Khususnya blok halang di kolam olak dan lantai tepat di bawah pintu dapat dilindungi dengan pelat-pelat baja.
B. Lindungan dari Pasangan Batu Kosong
Pasangan batu kosong (rip-rap) dipakai sebagai selimut lindung bagi tanah asli (dasar sungai) tepat di hilir bangunan. Batu yang dipakai untuk
Panjang lindungan dari pasangan batu kosong sebaiknya diambil 4 kali kedalaman lubang gerusan lokal, dihitung dengan rumus empiris. Rumus ini adalah rumus empiris Lacey untuk menghitung kedalaman lubang gerusan:
R=0,47
(
Q f)
1 3
⁄
di mana: R = kedalaman gerusan dibawah permukaan air banjir, m Q = debit, m3/dt
f = faktor lumpur Lacey f = 1,76 Dm0,5
D m = Diameter nilai tengah (mean) untuk bahan jelek, mm
Untuk menghitung turbulensi dan aliran yang tidak stabil, R ditambah 1,5 nya lagi (data empiris).
Tebal lapisan pasangan batu kosong sebaiknya diambil 2 sampai 3 kali d40, dicari dari kecepatan rata-rata aliran dengan bantuan Gambar 1.
Gambar 1 dapat dipakai untuk menentukan d40 dari campuran pasangan batu kosong dari kecepatan rata-rata selama terjadi debit rencana di atas ambang bangunan. d40 dari campuran berarti bahwa 60% dari campuran ini sama diameternya atau lebih besar. Ukuran batu hendaknya hampir serupa ke semua arah.
C. Filter
Filter (saringan) berfungsi mencegah hilangnya bahan dasar halus melalui bangunan lindung. Filter harus ditempatkan antara pasangan batu kosong dan tanah bawah atau antara pembuang dan tanah bawah. Ada tiga tipe filter yang bisa dipakai:
filter kerikil-pasir yang digradasi kain filter sintetis
ijuk.
Di sini akan dijelaskan pembagian butir filter. Kain filter sintetis makin mudah didapat dan kalau direncanakan dengan baik bisa memberi keuntungan-keuntungan ekonomis.
Mereka yang akan memakai kriteria ini dianjurkan untuk mempelajari brosur perencanaan dari pabrik.
Penggunaan ijuk biasanya terbatas pada lubang pembuang di dinding penahan. Pemakaiannya di bawah pasangan batu kosong dan pada pembuang-pembuang besar, belum didukung oleh kepustakaan yang ada; jadi sebaiknya tidak dipraktekan.
Gambar 2. 2. Contoh filter antara pasangan batu kosong dan bahan asli (tanah dasar) Filter yang digradasi hendaknya direncana menurut
aturan-aturan berikut : 1.) Kelulusan tanah (USBR, 1973) :
Perbandingan 5 – 40 seperti yang disebutkan di atas dirinci lagi sebagai berikut:
butir bulat homogen (kerikil) 5 – 10
butir bergradasi baik 12 – 40
2.) Stabilitas, Perbandingan d15/d 85(Bertram, 1940) : butir bulat homogen (kerikil) 5 – 10
butir runcing homogen (pecahan kerikil, batu) 10 – 30 butir bergradasi baik 12 – 60
Agar filter tidak tersumbat, maka d5 harus sama atau lebih besar dari 0,75 mm untuk semua lapisan filter.
Tebal minimum untuk filter yang dibuat di bawah kondisi kering adalah:
pasir, krikil halus 0,05 sampai 0,10 m kerikil 0,10 sampai 0,20 m
batu 1,5 sampai 2 kali diameter batu yang lebih besar.
Bila filter harus ditempatkan di bawah air, maka harga-harga ini sebaiknya ditambah 1,5 sampai 2 kali.
D. Bronjong
Bronjong dibuat di lapangan, berbentuk bak dari jala-jala kawat yang diisi dengan batu yang cocok ukurannya. Matras jala-jala kawat ini diperkuat dengan kawat-kawat besar atau baja tulangan pada ujung-ujungnya. Ukuran yang biasa adalah 2 m x 1 m x 0,5 m. Bak-bak yang terpisah-pisah ini kemudian diikat bersama-sama untuk membentuk satu konstruksi yang homogen.
Bronjong tidak boleh digunakan untuk bagian-bagian permanen dari bangunan utama; bronjong hanya boleh dipakai untuk pekerjaan-pekerjaan
pengatur sungai di hulu atau hilir bangunan bendung dari batu atau beton. Keuntungan menggunakan bronjong adalah:
kemungkinan membuat lindungan berat dengan batu-batu yang berukuran lebih kecil dan lebih murah.
fleksibilitas konstruksi tersebut untuk dapat mengikuti tinggi permukaan yang terkena erosi.
Untuk mencegah agar tidak ada bahan pondasi yang hilang, di antara tanah dasar dan lindungan dari bronjong harus selalu diberi filter yang
memadai. Ijuk adalah saringan yang baik dan dapat ditempatkan di bawah semua bronjong.
Gambar 2. 3. Detail Bronjong
B. Bahan Pondasi
Metode untuk menghitung besarnya daya dukung (bearing pressure) serta harga-harga perkiraan diberikan dalam KP - 06 Parameter Bangunan.
Parameter bahan seperti sudut gesekan dalam dan kohesi untuk bahan- bahan pondasi yang sering dijumpai, diberikan pada Tabel 6.1 dan 6.2 bersama-sama dengan perkiraan daya dukung sebagai harga-harga teoritis
Tabel 2. 1. Harga-harga perkiraan daya dukung yang diizinkan (British Standar Code of Practice CP 2004)
Tabel 2. 2. Sudut Gesekan dalam dan kohesi c
Bangunan bendung biasanya dibangun pada permukaan dasar yang keras seperti batuan keras atau kerikil dan pasir yang dipadatkan dengan baik.
Dalam hal ini penurunan bangunan tidak menjadi masalah.
Jika bahan pondasi ini tidak dapat diperoleh, maka pondasi bangunan harus direncana dengan memperhitungkan gaya-gaya sekunder yang ditimbulkan oleh penurunan yang tidak merata maupun risiko terjadinya erosi bawah tanah (piping) akibat penurunan tersebut.
2.2.2. Perencanaan Mercu A. Mercu Bulat
Bendung dengan mercu bulat memiliki harga koefisien debit yang jatuh lebih tinggi dibandingkan dengan koefisien bendung ambang lebar. Bendung akan memberikan banyak keuntungan bagi sungai, karena bangunan ini akan
mengurangi tinggi muka air hulu selama banjir. Harga koefisien debit menjadi lebih tinggi, karena lengkung streamlinedan tekanan negative pada mercu.
Tekanan pada mercu adalah fungsi perbandingan antara HI dan r (HI/r). untuk bendung dengan dua jari-jari (R 2), jari-jari hilir akan digunakan untuk menemkan harga koefisien debit.
Untuk menghindari bahaya kavitasi local, tekanan minimum pada mercu bendung harus dibatasi sampai dengan -4m tekanan air, jika bnagunan tersebut dari beton. Untuk konstruksi pasangan batu, tekanan sub atmosfer sebaiknya dibatasi sampai dengan -1 m tekanan air.
Persamaan energy dan debit untuk bendung ambang pendek dengan pengontrol segi empat adalah sebagai berikut :
Q C
2 3⁄ 23⁄.g.b.H
.
Dimana :
Q = Debit (m3/dt)
Cd = Koefisien debit ( Cd = C0 C1 C2 ) g = Percepatan gravitasi ( 9,8 m/ dt2 ) b = Bentang efektif bendung ( m )
H1 = Tinggi energi di atas ambang ( m ) C0 = Fungsi H1/ r
C1 = Fungsi p/ H1
Gambar 2. 4. Tipe Mercu bulat
Nilai koefisien debit (Cd) bendung tetap dengan mercu bulat adalah hasil dari C0, C1 dan C2. Dimana:
Nilai C0 merupakan fungsi H1/r
Nilai C1 merupakan fungsi p/H1
Nilai C2 merupakan fungsi p/H1 dan kemiringan muka hulu bendung
Nilai C0, C1 dan C2 diberikan dalam masing-masing grafik berikut.
Tabel 2. 3. nilai-nilai hubungan H1/r dan C0 H1/r C0 0.50 1.05 1.00 1.17 2.00 1.33 3.00 1.41 4.00 1.46 ≥ 5.00 1.49
Gambar 2. 6. Grafik Hubungan P/H1dan C1
Pendekatan nilai-nilai hubungan p/H1 dan C1 berdasarkan grafik diberikan dalam tabel berikut
Tabel 2. 4. nilai
–
nilai hubungan p/H1 dan C1p/H1 C1 0.00 0.65 0.25 0.86 0.50 0.93 0.75 0.95 1.00 0.97 1.50 0.99
Gambar 2. 7. Harga-harga koefisien C2 untuk bendung mercu tipe Ogee dengan muka hulu melengkung
Pendekatan nilai-nilai hubungan p/H1 , dan kemiringan muka hulu bendung dan C2 berdasarkan grafik diberikan dalam tabel berikut Tabel 2. 5. nilai-nilai hubungan p/H1 , dan kemiringan muka hulu
bendung p/H1 C2 1 0.667 0.333 0.00 0.25 1.030 1.025 1.008 0.50 1.012 1.017 1.005 0.75 1.004 1.010 1.004 1.00 0.998 1.006 1.002 1.50 0.993 1.000 1.000 B. Mercu Ogee
Mercu ogee berbentuk tirai luapan bawah dari bendung ambang tajam (aerasi). Oleh karena itu, mercu tidak akan memberikan tekanan sub atmosfer pada permukaan mercu sewaktu bendung mengalirkan air pada debit rencana. Untuk debit yang lebih rendah, air akan memberikan tekanan ke bawah pada mercu.
Untuk merencanakan permukaan mercu Ogee bagian hilir, U.S. Army Untuk merencanakan permukaan mercu Ogee bagian hilir, U.S. Army Corps of Engineers telah mengembangkan persamaan berikut:
Corps of Engineers telah mengembangkan persamaan berikut:
di mana X dan Y adalah koordinat-koordinat permukaan hilir dan hd adalah di mana X dan Y adalah koordinat-koordinat permukaan hilir dan hd adalah tinggi energi rencana di atas mecu. Harga-harga K dan
tinggi energi rencana di atas mecu. Harga-harga K dan n adalah parametern adalah parameter yang diberikan dalam tabel berikut.
yang diberikan dalam tabel berikut.
Tabel 2. 6. Harga K dan n Tabel 2. 6. Harga K dan n
Dengan memasukkan nilai K dan n diperoleh persamaan untuk Dengan memasukkan nilai K dan n diperoleh persamaan untuk masing-masing bentuk mercu.
masing bentuk mercu.
Gambar 2. 8. Mercu tipe Ogee Gambar 2. 8. Mercu tipe Ogee
n n hd hd X X K K 1 1 hd hd Y Y
Bangunan hulu mercu bervariasi disesuaikan dengan kemiringan Bangunan hulu mercu bervariasi disesuaikan dengan kemiringan permukaan hilir. Persamaan antara tinggi energy dan debit untuk bendung permukaan hilir. Persamaan antara tinggi energy dan debit untuk bendung ogee adalah : ogee adalah :
QQ CC
22 33⁄⁄ 2233⁄⁄.g.g.b.b.H.H
..
Q Q = = Debit Debit (m(m33/dt)/dt) CdCd = = Koefisien Koefisien debit debit ( ( Cd Cd = = C0 C0 C1 C1 C2 C2 )) g
g = = Percepatan Percepatan gravitasi gravitasi ( ( 9,8 m/ 9,8 m/ dtdt22 ) ) b
b = Bentang efektif b= Bentang efektif bendung ( m )endung ( m ) H1 = Tinggi energi di atas ambang ( H1 = Tinggi energi di atas ambang ( m )m ) C0
C0 = = Fungsi Fungsi H1/ H1/ r r C1
C1 = = Fungsi Fungsi p/ p/ H1H1 C2
C2 = = Fungsi Fungsi p/ p/ H1 H1 dan dan kemiringan kemiringan muka muka hulu hulu bendungbendung
2.2.3. Perencanaan Bangunan Pengambil dan Pembilas 2.2.3. Perencanaan Bangunan Pengambil dan Pembilas
A.
A. Bangunan PengambilanBangunan Pengambilan
Pembilas pengambilan dilengkapi dengan pintu dan bagian depannya Pembilas pengambilan dilengkapi dengan pintu dan bagian depannya terbuka untuk menjaga jika terjadi muka air tinggi selama banjir, besarnya terbuka untuk menjaga jika terjadi muka air tinggi selama banjir, besarnya bukaan
bukaan pintu pintu bergantung bergantung kepada kepada kecepatan kecepatan aliran aliran masuk masuk yang yang diizinkan.diizinkan. Kecepatan ini bergantung kepada ukuran butir
Kecepatan ini bergantung kepada ukuran butir bahan yang dapat diangkut.bahan yang dapat diangkut. Kapasitas pengambilan harus sekurang-kurangnya 120% dari kebutuhan Kapasitas pengambilan harus sekurang-kurangnya 120% dari kebutuhan pengambilan (dimension requirement) guna menambah fleksibilitas dan agar pengambilan (dimension requirement) guna menambah fleksibilitas dan agar dapat memenuhi kebutuhan yang lebih tinggi selama umur proyek.
dapat memenuhi kebutuhan yang lebih tinggi selama umur proyek. Rumus dibawah ini memberikan perkiraan kecepatan yang
Rumus dibawah ini memberikan perkiraan kecepatan yang dimaksud:dimaksud:
VV
≥32(
≥32(hhdd))
⁄⁄
dd
di mana: di mana: v : kecepatan rata-rata, m/dt v : kecepatan rata-rata, m/dt h : kedalaman air, m h : kedalaman air, m d : diameter butir, m d : diameter butir, mDalam kondisi biasa, rumus ini dapat disederhanakan menjadi: Dalam kondisi biasa, rumus ini dapat disederhanakan menjadi: v ≈ 10 d
Dengan kecepatan masuk sebesar 1,0
Dengan kecepatan masuk sebesar 1,0 – – 2,0 m/dt yang merupakan 2,0 m/dt yang merupakan besaran
besaran perencanaan perencanaan normal, normal, dapat dapat diharapkan diharapkan bahwa bahwa butir-butirbutir-butir berdiameter 0,0
berdiameter 0,01 sampai 0,04 m 1 sampai 0,04 m dapat masuk.dapat masuk. Q = Q =μμ b a b a
√ √ 2gz2gz
di mana: di mana: Q = debit, m Q = debit, m33/dt/dt μμ = koefisiensi debit: untuk bukaan di bawah permukaan air dengan = koefisiensi debit: untuk bukaan di bawah permukaan air dengan kehilangan tinggi energi,
kehilangan tinggi energi, μμ = 0,80 = 0,80 b = lebar bukaan, m b = lebar bukaan, m a = tinggi bukaan, m a = tinggi bukaan, m g = percepatan gravitasi, m/dt2 (≈ g = percepatan gravitasi, m/dt2 (≈ 9,8)9,8)
z = kehilangan tinggi energi pada bukaan, m z = kehilangan tinggi energi pada bukaan, m
Bila pintu pengambilan dipasangi pintu radial, maka
Bila pintu pengambilan dipasangi pintu radial, maka μμ = 0,80 jika ujung = 0,80 jika ujung pintu bawah tenggelam 20 cm di bawah muka air hulu dan kehilangan energi pintu bawah tenggelam 20 cm di bawah muka air hulu dan kehilangan energi sekitar 10 cm.
sekitar 10 cm.
Untuk yang tidak tenggelam, dapat dipakai rumus-rumus dan Untuk yang tidak tenggelam, dapat dipakai rumus-rumus dan grafik-grafik yang diberikan pada pasal 4.4.
grafik yang diberikan pada pasal 4.4.
Elevasi mercu bendung direncana 0,10 di atas elevasi pengambilan yang Elevasi mercu bendung direncana 0,10 di atas elevasi pengambilan yang dibutuhkan untuk mencegah kehilangan air
dibutuhkan untuk mencegah kehilangan air pada bendung akibat gelombang.pada bendung akibat gelombang. Elevasi ambang bangunan pengambilan ditentukan dari tinggi dasar Elevasi ambang bangunan pengambilan ditentukan dari tinggi dasar sungai. Ambang direncana di atas dasar dengan ketentuan berikut:
sungai. Ambang direncana di atas dasar dengan ketentuan berikut: - 0,50 m jika sungai hanya
- 0,50 m jika sungai hanya mengangkut lanaumengangkut lanau - 1,00 m bila sungai juga mengangkut pasir dan
- 1,00 m bila sungai juga mengangkut pasir dan kerikilkerikil - 1,50 m kalau sungai mengangkut batu-batu bongkah. - 1,50 m kalau sungai mengangkut batu-batu bongkah.
Harga-harga itu hanya dipakai untuk pengambilan yang digabung Harga-harga itu hanya dipakai untuk pengambilan yang digabung dengan pembilas terbuka; jika direncana pembilas bawah, maka kriteria ini dengan pembilas terbuka; jika direncana pembilas bawah, maka kriteria ini tergantung pada ukuran saluran pembilas bawah. Dalam hal ini umumnya tergantung pada ukuran saluran pembilas bawah. Dalam hal ini umumnya ambang pengambilan direncanakan 0 < p < 20 cm di atas ujung penutup ambang pengambilan direncanakan 0 < p < 20 cm di atas ujung penutup saluran pembilas bawah.
saluran pembilas bawah.
Bila pengambilan mempunyai bukaan lebih dari satu, maka pilar Bila pengambilan mempunyai bukaan lebih dari satu, maka pilar sebaiknya dimundurkan untuk menciptakan kondisi aliran masuk yang lebih sebaiknya dimundurkan untuk menciptakan kondisi aliran masuk yang lebih mulus.
Pengambilan hendaknya selalu dilengkapi dengan sponeng skot balok di kedua sisi pintu, agar pintu itu dapat dikeringkan untuk keperluan-keperluan pemeliharaan dan perbaikan.
Guna mencegah masuknya benda-benda hanyut, puncak bukaan direncanakan di bawah muka air hulu. Jika bukaan berada di atas muka air, maka harus dipakai kisi-kisi penyaring. Kisi-kisi penyaring direncana dengan rumus berikut:
Kehilangan tinggi energi melalui saringan adalah:
Hf cv
2g
Dimana : c =
⁄
sin
Hf = kehilangan tinggi energy
v = kecepatan dating g = percepatan gravitasi
c = koefisien yang bergantung kepada:
β = faktor bentuk s = tebal jeruji, m L = panjang jeruji, m
b = jarak bersih antar jeruji b ( b > 50 mm), m
δ= sudut kemiringan dari horisontal, dalam derajat
Gambar 2. 9. bentuk-bentuk Jeruji kisi-kisi penyaring dan harga-harga β
B. Pintu Pengambilan
Pintu pengambilan berfungsi mengatur banyaknya air yang masuk saluran dan mencegah masuknya benda-benda padat dan kasar ke dalam
saluran. Pada bendung, tempat pengambilan bisa terdiri dari dua buah, yaitu kanan dan kri, dan bisa juga hanya sebuah tergantung dari letak daerah yang akan diari. Bila tempat pengambilan dua buah menuntut adanya bangunan penguras dua buah pula. Kadang-kadang bila salah satu pengambilan debitnya kecil, pengambilannya lewat gorong-gorong yang dibuat pada tubuh bendung. Dengan demikian kita tidak perlu membuat 2 bangunan penguras,
dan cukup satu saja.
Biasanya pintu pengambilan adalah pintu sorong kayu sederhana (lihat Gambar 2.10). Bila di daerah yang bersangkutan harga kayu mahal, maka dapat dipakai baja.
Jika air di depan pintu sangat dalam, maka eksploitasi pintu sorong mungkin sulit. Kalau demikian halnya, pintu radial atau segmen akan lebih baik.
Gambar 2. 10. tipe-tipe pintu pengambilan pintu sorong kayu dan baja
C. Pembilas
Lantai pembilas merupakan kantong tempat mengendapnya bahan- bahan kasar di depan pembilas pengambilan. Sedimen yang terkumpul dapat dibilas dengan jalan membuka pintu pembilas secara berkala guna menciptakan aliran terkonsentrasi tepat di depan pengambilan.
Pengalaman yang diperoleh dari banyak bendung dan pembilas yang sudah dibangun, telah menghasilkan beberapa pedoman menentukan lebar pembilas:
lebar pembilas ditambah tebal pilar pembagi sebaiknya sama dengan 1/6 – 1/10 dari lebar bersih bendung (jarak antara pangkal-pangkalnya), untuk sungai-sungai yang lebarnya kurang dari 100 m.
lebar pembilas sebaiknya diambil 60% dari lebar total pengambilan termasuk pilar-pilarnya.
Juga untuk panjang dinding pemisah, dapat diberikan harga empiris. Dalam hal ini sudut a pada Gambar dibawah sebaiknya diambil sekitar 600 sampai 700.
Gambar 2. 12. Geometri Pembilas
Pintu pada pembilas dapat direncana dengan bagian depan terbuka atau tertutup. Pintu dengan bagian depan terbuka memiliki keuntungan-keuntungan berikut:
ikut mengatur kapasitas debit bendung, karena air dapat mengalir melalui pintu-pintu yang tertutup selama banjir.
pembuangan benda-benda terapung lebih mudah, khususnya bila pintu dibuat dalam dua bagian dan bagian atas dapat diturunkan
Kelemahan-kelemahannya:
sedimen akan terangkut ke pembilas selama banjir; hal ini bisa menimbulkan masalah, apalagi kalau sungai mengangkut banyak bongkah. Bongkah-bongkah ini dapat menumpuk di depan pembilas
dan sulit disingkirkan.
benda-benda hanyut bisa merusakkan pintu.
karena debit di sungai lebih besar daripada debit di pengambilan, maka air akan mengalir melalui pintu pembilas; dengan demikian kecepatan menjadi lebih tinggi dan membawa lebih banyak sedimen.
Sekarang kebanyakan pembilas direncana dengan bagian depan tebuka. Jika bongkah yang terangkut banyak, kadang-kadang lebih menguntungkan untuk merencanakan pembilas samping (shunt sluice), lihat Gambar 2.13 Pembilas tipe ini terletak di luar bentang bersih bendung dan tidak menjadi penghalang jika terjadi banjir.
Gambar 2. 13. Pembilas samping
Bagian atas pemisah berada di atas muka air selama pembilasan berlangsung. Untuk menemukan elevasi ini, eksploitasi pembilas tersebut harus dipelajari. Selama eksploitasi biasa dengan pintu pengambilan terbuka, pintu pembilas secara berganti-ganti akan dibuka dan ditutup untuk mencegah penyumbatan.
Pada waktu mulai banjir pintu pengambilan akan ditutup (tinggi muka air sekitar 0,50 m sampai 1,0 m di atas mercu dan terus bertambah), pintu pembilas akan dibiarkan tetap tertutup. Pada saat muka air surut kembali menjadi 0,50 sampai 1,0 m di atas mercu dan terus menurun, pintu pengambilan tetap tertutup dan pintu pembilas dibuka untuk menggelontor sedimen.
Karena tidak ada air yang boleh mengalir di atas dinding pemisah selama pembilasan (sebab aliran ini akan mengganggu), maka elevasi dinding tersebut sebaiknya diambil 0,50 atau 1,0 m di atas tinggi mercu.
Jika pembilasan harus didasarkan pada debit tertentu di sungai yang masih cukup untuk itu muka dinding pemisah, dapat ditentukan dari Gambar 2.14 .
Biasanya lantai pembilas pada pada kedalaman rata-rata sungai. Namun demikian, jika hal ini berarti terlalu dekat dengan ambang pengambilan, maka lantai itu dapat ditempatkan lebih rendah asal pembilasan dicek sehubungan dengan muka air hilir (tinggi energi yang tersedia untuk menciptakan kecepatan yang diperlukan).
Gambar 2. 14. metode menemukan tinggi dinding pemisah
D. Pembilas Bawah
Pembilas bawah direncana untuk mencegah masuknya angkutan sedimen dasar fraksi pasir yang lebih kasar ke dalam pengambilan. “Mulut” pembilas bawah ditempatkan di hulu pengambilan di mana ujung penutup pembilas membagi air menjadi dua lapisan: lapisan atas mengalir ke
pengambilan dan lapisan bawah mengalir melalui saluran pembilas bawah lewat bending.
Pintu di ujung pembilas bawah akan tetap terbuka selama aliran air rendah pada musim kemarau pintu pembilas tetap ditutup agar air tidak mengalir. Untuk membilas kandungan sedimen dan agar pintu tidak tersumbat, pintu tersebut akan dibuka setiap hari selama kurang lebih 60 menit.
Apabila benda-benda hanyut mengganggu eksploitasi pintu pembilas sebaiknya di pertimbangkan untuk membuat pembilas dengan dua buah pintu, di mana pintu atas dapat diturunkan agar benda-benda hanyut dapat lewat.
Jika kehilangan tinggi energi bangunan pembilas kecil, maka hanya diperlukan satu pintu, dan jika dibuka pintu tersebut akan memberikan kehilangan tinggi energi yang lebih besar di bangunan pembilas.
Bagian depan pembilas bawah biasanya direncana di bawah sudut dengan bagian depan pengambilan.
Dimensi-dimensi dasar pembilas bawah adalah:
tinggi saluran pembilas bawah hendaknya lebih besar dari 1,5 kali
diameter terbesar sedimen dasar di sungai
tinggi saluran pembilas bawah sekurang-kurangnya 1,0 m,
tinggi sebaiknya diambil 1/3 sampai 1/4 dari kedalaman air di depan
pengambilan selama debit normal.
Dimensi rata-rata dari pembilas bawah yang direncanakan dan dibangun berkisar dari:
- 5 sampai 20 m untuk panjang saluran pembilas bawah - 1 sampai 2 m untuk panjang tinggi saluran pembilas bawah - 0,20 sampai 0,35 m untuk tebal beton bertulang.
Luas saluran pembilas bawah (lebar kali tinggi) harus sedemikian rupa sehingga kecepatan minimum dapat dijaga (v = 1,0 – 1,5 m/dt). Tata letak saluran pembilas bawah harus direncana dengan hati-hati untuk menghindari sudut mati (dead corner) dengan kemungkinan terjadinya sedimentasi atau terganggunya aliran.
Sifat tahan gerusan dari bahan dipakai untuk lining saluran pembilas bawah membatasi kecepatan maximum yang diizinkan dalam saluran bawah, tetapi kecepatan minimum bergantung kepada ukuran butir sedimen yang akan dibiarkan tetap bergerak.
Karena adanya kemungkinan terjadinya pusaran udara, di bawah penutup atas saluran pembilas bawah dapat terbentuk kavitasi, lihat Gambar 5.8. Oleh karena itu, pelat baja bertulang harus dihitung sehubungan dengan beton yang ditahannya
a. Pintu Bilas
Ada bermacam-macam pintu bilas yang bisa digunakan, yakni:
- satu pintu tanpa pelimpah (bagian depan tertutup, lihat Gambar 2.15 a) - satu pintu dengan pelimpah (bagian depan terbuka, lihat Gambar 2.15 b) - dua pintu, biasanya hanya dengan pelimpah (lihat Gambar 2.15 c)
- pintu radial dengan katup agar dapat membilas benda-benda terapung (lihat Gambar 2.15 d)
Apabila selama banjir aliran air akan lewat di atas pintu, maka bagian atas pintu harus direncana sedemikian rupa, sehingga tidak ada getaran dan tirai luapannya harus diaerasi secukupnya. (lihat Gambar 5.14).
Dimensi kebutuhan aerasi dapat diperkirakan dengan pertolongan rumus berikut:
qara =o,
y
.
Dimana :
= udara yang diperlukan untuk aerasi per m’ lebar pintu, m3/dtq air = debit di atas pintu, m3/dt.m
yp = kedalaman air di atas tirai luapan, m
Gambar 2. 15. macam-macam pintu pembilas
2.3 Stabilitas
Gaya-gaya yang bekerja pada bangunan bendung dan mempunyai arti penting dalam perencanaan adalah :
a. Tekanan air dalam dan luar
Gaya tekan air dapat dibagi menjadi gaya hidrostatik dan gaya hidrodinamik. Tekanan hidrostatik adalah fungsi kedalaman di bawah permukaan air. Tekanan air akan selalu bekerja tegak lurus terhadap muka bangunan. Oleh sebab itu agar perhitungannya lebih mudah, gaya horisontal
dan vertikal dikerjakan secara terpisah.
Tekanan air dinamik jarang diperhitungkan untuk stabilitas bangunan bendung dengan tinggi energi rendah.
Gaya tekan ke atas. Bangunan bendung mendapat tekanan air bukan hanya pada permukaan luarnya, tetapi juga pada dasarnya dan dalam tubuh bangunan itu. Gaya tekan ke atas, yakni istilah umum untuk tekanan air
Rumus gaya tekan ke atas untuk bangunan yang didirikan pada pondasi batuan adalah :
W
cτ
w
[h
+1 2⁄εh
−h
]A
di mana:
c = proposi luas di mana tekanan hidrostatik bekerja (c = 1, untuk semua tipe pondasi)
τw = berat jenis air, kN/m3
h2 = kedalaman air hilir, m
ξ = proposi tekanan (proportion of net head) diberikan pada Tabel 6.3
h1 = kedalaman air hulu, m A = luas dasar, m2
Wu = gaya tekan ke atas resultante, kN
Gambar 2. 16. gaya angkat untuk bangunan yang dibangun pada pondasi buatan
Tabel 2. 7. harga-harga ξ
Gaya tekan ke atas untuk bangunan pada permukaan tanah dasar (subgrade) lebih rumit. Gaya angkat pada pondasi itu dapat ditemukan
dengan membuat jaringan aliran (flownet), atau dengan asumsi-asumsi yang digunakan oleh Lane untuk teori angka rembesan (weighted creep theory).
Gaya tekan ke atas untuk bangunan pada permukaan tanah dasar (subgrade) lebih rumit. Gaya angkat pada pondasi itu dapat ditemukan dengan membuat jaringan aliran (flownet). Dalam hal ditemui kesulitan berupa keterbatasan waktu pengerjaan dan tidak tersedianya perangkat lunak untuk menganalisa jaringan aliran, maka perhitungan dengan asumsi-asumsi yang digunakan oleh Lane untuk teori angka rembesan (weighted creep theory) bisa diterapkan.
Jaringan aliran dapat dibuat dengan: (1) plot dengan tangan
(2) analog listrik atau
(3) menggunakan metode numeris (numerical method) pada komputer. Dalam metode analog listrik, aliran air melalui pondasi dibandingkan dengan aliran listrik melalui medan listrik daya-antar konstan. Besarnya voltase sesuai dengan tinggi piezometrik, daya-antar dengan kelulusan tanah dan aliran listrik dengan kecepatan air .
Untuk pembuatan jaringan aliran bagi bangunan utama yang dijelaskan disini, biasanya cukup diplot dengan tangan saja.
Contoh jaringan aliran di bawah bendung pelimpah diberikan pada Gambar.
Gambar 2. 18. gaya angkat pada pondasi bendung
Dalam bentuk rumus, ini berarti bahwa gaya angkat pada titik x di sepanjang dasar bendung dapat dirumuskan sebagai berikut:
P
H
−L
L ∆H
di mana:
Px = gaya angkat pada x, kg/m2
L = pnjang total bidang kontak bendung dan tanah bawah, m Lx = jarak sepanjang bidang kontak dari hulu sampai x, m
ΔH = beda tinggi energi, m
Hx = tinggi energi di hulu bendung, m
Dan di mana L dan Lx adalah jarak relatif yang dihitung menurut cara Lane, bergantung kepada arah bidang tersebut. Bidang yang membentuk sudut 450 atau lebih terhadap bidang horisontal, dianggap vertikal.
b. Tekanan Lumpur
Tekanan lumpur yang bekerja terhadap muka hulu bendung atau terhadap pintu dapat dihitung sebagai berikut:
di mana:
Ps : gaya yang terletak pada 2/3 kedalaman adri atas lumpur yang bekerja secara horisontal
τs : berat lumpur, kN h : dalamnya lumpur, m
Φ : sudut gesekan dalam, derajat.
Beberapa andaian/asumsi dapat dibuat seperti berikut:
τ
τ
′
G−1G
di mana:
τs’ = berat volume kering tanah ≈ 16 kN/m3 (≈ 1.600 kgf/m3) λ = berat volume butir = 2,65
menghasilkanτs = 10 kN/m3 (≈ 1.000 kgf/m3)
Sudut gesekan dalam, yang bisa diandaikan 300 untuk kebanyakan hal, menghasilkan:
Ps = 1,67 h2
c. Gaya Gempa
Harga-harga gaya gempa diberikan dalam bagian Parameter Bangunan. Harga-harga tersebut didasarkan pada peta Indonesia yang menujukkan
berbagai daerah dan risiko. Faktor minimum yang akan
dipertimbangkanadalah 0,1 g perapatan gravitasi sebagai harga percepatan. Faktor ini hendaknya dipertimbangkan dengan cara mengalikannya dengan massa bangunan sebagai gaya horisontal menuju ke arah yang paling tidak aman, yakni arah hilir.
d. Berat Bangunan
Berat bangunan bergantung kepada bahan yang dipakai untuk membuat bangunan itu. Untuk tujuan-tujuan perencanaan pendahuluan, boleh dipakai
harga-harga berat volume di bawah ini.
pasangan batu 22 kN/m3 (≈ 2.200 kgf/m3) beton tumbuk 23 kN/m3 (≈ 2.300 kgf/m3) beton bertulang 24 kN/m3 (≈ 2.400 kgf/m3)
Berat volume beton tumbuk bergantung kepada berat volume agregat serta ukuran maksimum kerikil yang digunakan.
Untuk ukuran maksimum agregat 150 mm dengan berat volume 2,65, berat volumenya lebih dari 24 kN/m3 (≈ 2.400 kgf/m3).
e. Reaksi Pondasi
Reaksi pondasi boleh diandaikan berbentuk trapesium dan tersebar secara linier.
Gambar 2. 19. Unsur-Unsur Persamaan Distribusi tekananTekanan vertikal pondasi adalah:
p∑WA+∑WeIm
dimana:p = tekanan vertikal pondasi
Σ (W) = keseluruhan gaya vertikal, termasuk tekanan ke atas, tetapi tidak termasuk reaksi pondasi.
A = luas dasar, m2
e = eksentrisitas pembebanan, atau jarak dari pusat gravitasi dasar (base) sampai titik potong resultante dengan dasar
I = momen kelembaban (moment of inertia) dasar di sekitar pusat gravitasi
m = jarak dari titik pusat luas dasar sampai ke titik dimana tekanan dikehendaki
Untuk dasar segi empat dengan panjang ℓ dan lebar 1,0 m, I = ℓ3/12
dan A = 1, rumus tadi menjadi:
BAB III
ANALISIS PERHITUNGAN HIDROLIS BENDUNG
3.1. Data Perencanaan
Lokasi As Bendung : BN-3
Debit Q 1 : 13,0 m3/sec
Debit Q 100 : 55,3 m3/sec
Jenis Tanah Dasar : Kerikil pasir Material Sedimen : Bongkahan Tipe Bendung : Bulat
Standar perencanaan yang digunakan berupa peraturan dan standar yang telah ditetapkan secara nasional, seperti Kriteria Perencanaan Bagian Perencanaan Bangunan Utama (KP-02)
3.2. Kemiringan Rata-rata
Dalam mencari kemiringan rata-rata dilihat dari potongan memanjang dalam pelaksanaan jaringan sumber air Benanain. Data yang dibutuhkan adalah data elevasi tanah eksisting dan panjang (L).
Tabel 3. 1. Kemiringan Rata-rata STA Elevasi Aktual
(M) Jarak ke -(m) ΔH (m) ΔL (m) I SB11 369 0 0.4 47.27 0.0085 SB10 368.6 47.27 0.6 10.34 0.0580 SB9 368 36.93 0.99 12.29 0.0806 SB8 367.01 49.22 0.7 4.3 0.1628 SB7 366.31 44.92 0.65 7.25 0.0897 SB6 365.66 37.67 1.66 15.74 0.1055 SB5 364 21.93 0.25 11.62 0.0215 SB4 363.75 33.55 0.26 7.51 0.0346 SB3 363.49 26.04 0.49 10.6 0.0462 SB2 362.95 22.11 0 7.58 0.0000 SB1 363 14.53 0.5 2.07 0.2415 BN2 362.5 12.46 2.2 18.44 0.1193 BN3 360.3 30.9 0.8 3.26 0.2454 BN4 359.5 34.16 0.19 27.8 0.0068 BN5 359.31 6.36 7.19 104.07 0.0691 BN6 356.5 55.63 0 0.83 0.0000 BN9 352.12 54.8 0 39.06 0.0000 BN7 352.92 15.74 0.48 5.08 0.0945 BN8 352.44 10.66 0.72 18.74 0.0384 BN10 351.72 29.4 0.29 14.09 0.0206 BN11 351.43 15.31 1.34 36.78 0.0364 BN12 350.09 52.09 0 52.09 0.0000 I total 1.4794 I rata-rata 0.0672
Rata-rata kemiringan yang didapat adalah 0,0672
3.3. Penentuan Kurva Debit
Data yang digunakan yaitu ketinggian, luas dan keliling basah dari profil sungai. Profil yang dijadikan sebagai as bendung yaitu BN-3
BN3 H (m) A (m2) P (m) R (m) V (m/s) Q (m3/s) (1) (2) (3) (4)=(2)/(3) (5)=k.R^(2/3).I^(1/2) (6)=(5)*(2) 0.5 1.1908 4.882 0.244 4.556 5.425 0.6 1.7148 5.858 0.293 5.145 8.822 0.7 2.334 6.8343 0.342 5.701 13.307 0.8 3.0569 7.9953 0.382 6.147 18.791 0.9 3.892 9.156 0.425 6.597 25.676 Q 13 h 0.69 b 6.57
Gambar 3. 2. Kurva Debit BN-3
3.4. Lebar Rerata
Data yang digunakan yaitu Q 2 = 13,0 m3/det. Nilai ketinggian (h) pada
saat Q 2 diinterpolasi dengan nilai Q dalam table kurva debit. y = 0.0195x + 0.4196 R² = 0.9824 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75 0.85 0.95 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 20.000 22.000 24.000 26.000 28.000
BN3
Tabel 3. 2. Nilai B Rerata No Segmen h (m) b (m) 1 SB2 0.3767986 12.41 2 SB1 0.37499118 16.48 3 BN2 0.76643293 9.77 4 BN3 0.69439985 6.57 5 BN4 0.46750123 12.58 6 BN6 0.88277589 4.15 7 BN5 0.68107877 9.36 8 SB11 0.62735804 13.41 9 SB9 0.32125114 15.23 10 SB10 0.32967953 14.74 11 BN7 0.72573082 5.0955 12 BN8 0.55487098 9.5289 13 BN9 1.03738242 3.547 14 BN10 0.70132355 4.8811 15 BN11 0.51900636 6.1999 16 BN12 1.15610886 3.6551 17 S8 0.37150352 15.74 18 S7 0.37641177 13.56 19 S6 0.47082257 12.15 20 S5 0.81408122 5.01 21 S4 0.32758853 16.73 22 S3 13 14.95 Rata-rata 9.99 Didapat B rata-rata = 9,99 m
3.5 Penentuan Lebar Efektif Bendung
Lebar bendung, yaitu jarak antara pangkal (abutment). Sebaiknya lebar bendung ini sama dengan lebar rata-rata sungai pada bagian yang stabil
(bagian yang lurus). Biasanya lebar total bendung diambil 1,0 – 1,2 dari lebar rata-rata sungai pada ruas yang stabil. Agar pembuatan peredam energy tidak terlalu mahal, maka aliran per satuan lebar hendaknya dibatasi sampai sekitar 12-14 m3/sec/m dan memberikan tinggi energy maksimum 3,5 – 4,5 m
B : Jumlah Bendung (Lebar total – lebar pilar) N : jumlah pilar
Kp: Koef. Kontraksi Pilar
Ka : Koef. Kontraksi Pangkal Bendung H1 : Tinggi Energi
Tabel 3. 3. Koefisien Kontraksi
Maka diambil Ka = 0,00 (Bulat Bersudut 45o) Kp = 0,01 (Berujung Bulat) Data Awal: Jumlah Pilar (n) = 3 Kp = 0.01 Ka = 0 Lebar Rerata (Br) = 1,1 x 9,99 = 11,0 m Lebar Pilar (Bp) = 1 Lebar Bendung (B) = Bt – (Bp x n) = 11,0 – (3 x 1) = 7,99 m
Lebar Efektif (Be) = B - 2 x (n x Kp+Ka) x H1 = 7,99 – 2 x (3 x 0,01 + 0) x 1,93 = 7,95 m
Q 100 = 55,2 m3/sec
P = 2 m
= 7,99 - 3 x (2 x 0.01 + 0) x H1 = 7,99 – 0,04H1
Untuk mencari tinggi energi, dilakukan dengan cara trial. Trial dihentikan ketika He awal dan He koreksi telah sama. Setelah dilakukan beberapa kali trial, maka didapat nilai He yaitu 1,93 m dengan uraian sebagai berikut:
B = 7,99m
He = H1 = 1,93 … Trial (3,5 – 4,5 Max, dibawah 3,5 boleh) Be = 7,99 – 0,04 x 0,4832 = 7,95 m q = Q 100 / Be = 55,2 / 7,95 = 6,94 m3/det/m v = q (P+He)= (2 + 1,93)
6,94
= 1,76 Ha = v 2 2 x g= 1,932 2 x 9,81=0,19 Hc =
q 2 g
1/3 =
6,94 2 9,81
1/3 = 0,16 Hd = He – Ha = 1,93 – 0,19 = 1,77 H/Hd = 2,115/1,93 = 1,09 p/Hd = 2/1,93 = 1,13 p/H1 = 2/2,115/ = 1,03Dipakai bendung mercu tipe Bulat:
Maka didapat: C0 = 1,37 … Konstanta
C1 = 1,1 C2 = 1,005
C = Cd x 1,7048949 = 1,514 x 1,7048949 = 2,582 He=
Q 100 C x Be
2/3 = 55,2
2,58x 7,99
2/3 =1,93
He trial = He → 1,93 = 1,93Jadi lebar efektif (Be) = 7,99 m
3.6. Desain Mercu Diketahui : Upstream = 1 : 01 Downstream = 1 : 1 Hd = 1,774 m k = 2 n = 1,85 Rumus : Xn = k.Hdn-1.Y Jadi persamaannya : X1,85 = 2 . 1,774,1,85-1 . Y Y = X1,85 / 1,628
Untuk downstream 1:1, maka dy/dx = 1/1 = 1 Y = X1,85 / 1,628 dy/dx = 1,85 . X0,85 / 1,628 = 1 1,85 . X0,85 = 1,628 X0,85 = 0,88 Didapat : X = 1,774 Y = 2,581
Tabel 3. 4. Koordinat Mercu
Y X
0 0
0.1 0.545
0.2 0.793
0.4 1.154 0.5 1.301 0.6 1.436 0.7 1.561 0.8 1.678 0.9 1.788 1 1.893 1.1 1.993 1.2 2.089 1.3 2.181 1.4 2.271 1.5 2.357 1.6 2.440 1.7 2.522 1.774 2.581 1.8 2.601 1.9 2.678 2 2.753 2.1 2.827 2.2 2.899 2.3 2.969 2.4 3.038 2.5 3.106 2.6 3.173 2.7 3.238 2.8 3.302 2.9 3.366 3 3.428
Gambar 3. 3. Kurva Mercu Rencana
Gambar 3. 4 Tipe Mercu Bulat
Untuk upstream tegak :
R = 0,68 Hd = 0,68 . 1,925= 1,309 m
Panjang tegak busur = 0,139 Hd = 0,139 . 1,925 = 0,268 m R = 0,21 Hd = 0,21 . 1,925= 0,404 m
Panjang tegak busur = 0,237 Hd = 0,237 . 1,925= 0,466 m
Tinggi jagaan pangkal bendung (elevasi dinding bendung) biasanya 0,75 -1,5 dari elevasi air yang terbendung Tinggi Jagaan = Hd+-1,5 = 3,468 m P = 2 m 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 Y X
Elevasi Dasar Sungai = 360,3 m
Elevasi dinding bendung = 3,425 + 2 + 360,3 = 365,725 m Elevasi Mercu = 2 + 360,3 = 362,3 m
3.7. Desain Kolam Olak (Bucket)
Elevasi Dasar Sungai : +360,3 m Tinggi Muka Air Banjir : 1,09 m Elevasi muka air di hilir bendung : +361,39 m Elevasi mercu bendung : +362,3 m Tinggi muka air diatas mercu(Hd) : 17,74 m
K (Ha) : 0,16 m
Elevasi ruang olak yang diambil : +360,3 m
B efektif : 7,99 m
Q 100 : 55,2 m3/det
Menghitung kecepatan aliran di kaki bendung V =
√
2 g (H−
Y1)Karena Y1 belum diketahui maka kecepatan di kaki bendung dianggap sebagai berikut:
V =
√
2 g (H−
0,5Hd)H = (Elevasi mercu bendung + tinggi muka air diatas mercu) – elevasi ruang olak yang diambil
H = (362,3 + 1,925) – 360,3 H = 4,412 m
V1=
√
(2 x 9,8 × (H−
(0,5 × Hd)V1=
√
(2 x 9,8 × (5,312 −
(0,5 × 1,925)8,32
m/detMenghitung kedalaman air kritis Hc=
=
1,637
Tmin =
1.64 2,1173,446 ~ 3,5
Batas minimum tinggi air hilir (Tmin) diberikan pada Gambar 4.24. Untuk _H/hc di atas 2,4 garis tersebut merupakan “envelope” batas tinggi air hilir yang diberikan oleh USBR bagi batas minimum tinggi air hilir (bak bercelah), “sweep-out limit”, batas minimum tinggi air hilir yang dipengaruhi oleh jari-jari bak dan batas tinggi air hilir untuk bak tetap. Dibawah _H/hc = 2,4 garis tersebut menggambarkan kedalaman konjugasi suatu loncat air. Dengan pertimbangan bahwa kisaran harga _H/hc yang kurang dari 2,4 berada di luar jangkauan percobaan USBR, maka diputuskanlah untuk mengambil kedalaman konjugasi sebagai kedalaman minimum air hilir dari bak untuk harga _H/hc yang lebih kecil dari 2,4. Pengalaman telah menunjukkan bahwa banyak bendung rusak akibat gerusan lokal yang terjadi tepat di sebelah hilirnya dan kadang-kadang kerusakan ini diperparah lagi oleh degradasi dasar sungai. Oleh karena itu, dianjurkan untuk menentukan kedalaman air hilir berdasarkan perkiraan degradasi dasar sungai yang akan terjadi di masa datang.
Gambar 3. 6. Menentukan jari-jari minimum bak
End Sill
Tinggi cut off = R x 0,6 = 2,8 x 0.6 = 1,68 m Elevasi End Sill +359,568m
Gambar 3. 7. Bentuk Bendung dan Kolam Olakan
3.8. Desain Intake
Pengambilan yang digabung dengan pembilas terbuka, Elv. Ambang bangunan pengambilan ditentukkan dari tingginya dasar sungai. Ambang
a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x R = 2 , 8 m + 358,85 + 360,3 1 , 6 3 7 1 , 8 1 1 1,3 0 , 8 0,5 0 , 8 0,5 1 , 5 1 1 2 2 1 1 , 5 2 0 , 8 0,5 0 , 8 2 1 , 5 1,5 5 , 7 6 Hc Hd 1 , 7 7 4 3 , 5 1 , 6 8 + 361,4 + 362,3
direncanakan diatas dasar sungai dengan ketentuan sebagai berikut : (KP-02 hal. 124)
X min 0,50 m jika sungai menyangkut lanau.
X min 1,00m bila sungai juga menyangkut pasir dan kerikil. X min 1,50m kalau sungai menyangkut batu – batu bongkah
Jika direncanakan pembilas bawah, maka criteria ini bergantung pada ukuran saluran pembilas bawah, dalam hal ini umumnya ambang pengambilan direncanakan 0 < P < 20 cm diatas ujung penutup saluran pembilas bawah.
Diketahui:
● Elevasi mercu bendung : 362,3 m ● Elevasi dasar sungai : 360,3 m
● Debit untuk irigasi (Qu) : 3,190 m3/det
●
Debit untuk pengurasan kantong lumpur (Qp)
Untuk keperluan-keperluan perencanaan, debit pembilasan diambil 20% lebih
besar dari debit normal pengambilan (KP-02, 1986).
Qp : 1,2 x 3,190
: 3,833 m3/det
●
Elevasi MA hulu intake = elevasi mercu
-0,1 = 362,2 m
●
kehilangan energi pada bukaan (z)
= 0,35 m
●
Elevasi MA hilir intake = elevasi MA hulu
-z = 361,85 m
● Tinggi saluran 1-2 m
Untuk pembilas Undersluice
Gambar 3. 8. Saluran Intake
Mengambil tipe pengambilan aliran tenggelam
V μ×√ 2 ×g×z
Debit koefisien (μ) = 0,8
V= 0,8 ×
√
2 × 9,8 × 0,35 =2,095 m/detn = 0,05 m
Tinggi bukaan pintu (a) = Elevasi MA hilir – elevasi ambang intake – n = 60,93 – 60,73 – 0,05
= 0,15 … diambil 0,5 Lebar bukaan pintu
b
= QpV × a=
3,1941
2,095 × 0,5=3,66 m
Diambil 3,7 m
Tinggi pintu (H) = elevasi MA hulu – elevasi ambang intake = 362,2 – 361,65
= 0,55 m
H’ = elevasi dinding bending – elevasi ambang intake = 362,2 – 361,65
3.9. Desain Pembilas
Perhitungan dimensi pintu penguras bending dengan under sluice 1. Lubang under sluice
Dimensi under sluice ditentukan berdasarkan ketentuan-ketentuan sebagai berikut (KP-02, 1986):
- Tinggi saluran pembilas bawah hendaknya lebih besar dari 1,5 kali di
terbesar sedimen dasar sungai
- Tinggi sebaiknya diambil 1/3 sampai dengan ¼ dari kedalaman air
didepan pengambilan selama debit normal
Ukuran saluran under sluice tersebut adalah sebagi berikut:
- Tinggi saluran : 1 m
- Lebar saluran : 0,25 m
- Pintu penguras under sluice 2 buah
Tinggi : 1 m
Lebar : 0,25 m
- Pintu penguras bendung 2 buah
Tinggi : 1m
Lebar : 0,25 m
Kecepatan aliran dibawah pintu penguras under sluice Dimana;
Vup : Kecepatan aliran di under sluice dibawah pintu (m/sec)
z : Perbedaan elevasi permukaan air di hulu dan di hilir under sluice (m)
k : koefisien pengairan di under sluice karena sempurna dan tidak
sempurnanya pengaliran pada bnendung (keadaan sempurna k=1)
g : kecepatan gravitasi (m/sec2)
μ : koefisien kontraksi (0,80)
z = elevasi MA hulu intake + Hd - elevasi MAB hilir
= 362,3 + 1,925 – 361,39 = 2,69 m
keceparan aliran di dalam under sluice di dalam under sluice dibawah pintu penguras pada keadaan:
- Elevasi di hulu bendung setinggi mercu
- Pengaliran dalam keadaan sempurna dan air dihilir bendung setinggi bagian bawah plat under sluice
Kecepatan aliran pada system under sluice pada keadaan permukaan air di hulu sungai setinggi elevasi mercu bendung, sedangkan elevasi permukaan air di hilir setinggi elevasi (rata dengan plat under sluice bagian bawah) dan pintu penguras bendung dibuka penuh maka besarnya debit melalui lubang under sluice:
Q
A x V
Dimana :
Qup : Debit air pada lubang under sluice (m3/sec)
A : Luas penampang under sluice dibawah pintu penguras (m2) Vup : Kecepatan aliran di under sluice dibawah pintu (m/sec) Diketahui: A = 1 x 1 = 1 m2 Vup =
5,6319
m/sec Maka,Q
A x V
Q
1 x 5,5955,595 m3/sec
Dari hasil perhitungan tersebut maka kecepatan pada mulut under sluice adalah:
us QupAus
Dimana:
Vus : Kecepatan pada mulut under sluice (m/sec) Qup : Debit air pada lubang under sluice (m3/sec) Aus : Luas penampang mulut under sluice (m2)
Diketahui:
Qup :
1,452
m3/secAus : 1 x 0,25 = 0,25 m2
Vus 1,45215,81 m/sec
Keadaan pintu dibuka setinggi undersluice
Gambar 3. 9. Kondisi Pintu dibuka Setinggi Undersluice
Q=μ × b × y
2g ×(
P - 1 2y)
Q=0,8 × 1 × 0,25
2 × 9,8 ×(
2 - 12 × 1
)
=1,085 m3/det
Keadaan pintu dibuka setinggi mercu
Gambar 3. 10. Kondisi Pintu dibuka setinggi mercu
3.10. Kurva Pengempangan N : 0,022 (Koefisien Manning) Q100 : 55,2 m3/sec g : 9,81 m/sec2 So : 0,06725 (i rata-rata) P : 2 m Hd : 1,77 m
Tinggi Air di Hulu : 3,77 m
Contoh Perhitungan: R = A/P = 33,11 / 22,08 = 1,50 m R 2/3 = 1,50/3 = 1,31 m R 4/3 = 1,504/3 = 1,72 m V = Q100 / A = 55,2/22,08 = 1,67 m/s E = H + V2 / (2 x g) = 2,77 + 1,67 2 / (2 x 9,81) = 2,91 m E2-E1 = 0,89 Sf = (n2 x v2) / R 4/3 = (0,022 x 1,67)/ 1,504/3 = 0.0007993
51 ASRINIA DESILIA | 1404149 Tabel 3. 5. Pengempangan h (m) A (m2) P (m) R (m) R 2/3 R 4/3 V (m/s) E (m) ∆E (m) Sf Sf/2 So-(Sf/2) ∆x (m) X (m) 3.77 69.91 38.21 1.83 1.50 2.24 0.79 3.81 0.00 0.0001376 0.00 0.07 0.00 0.00 2.77 33.11 22.08 1.50 1.31 1.72 1.67 2.91 0.89 0.0007993 0.00 0.07 13.38 13.38 1.77 14.88 16.43 0.91 0.94 0.88 3.71 2.47 0.44 0.0077572 0.00 0.06 6.95 20.33 1.43 8.68 13.5704 0.64 0.74 0.55 6.36 3.49 1.02 0.0362614 0.02 0.05 20.78 27.73 1.09 5.78 11.09 0.52 0.65 0.42 9.56 5.74 2.25 0.1075499 0.05 0.01 167.18 174.12
Gambar 3. 11. Kurva Pengempangan
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00 160.00 180.00 200.00 h ( m ) x (m) Kurva Pengempang
3.11. Lantai Muka
Rumusyang digunakan berdasarkan teori Lane’s:
L = Lv + 1/3 LH
Dimana:
L = Panjang total creep LV = Panjang vertikal creep
LH = Panjang horizontal creep
Dalam desain ini material sedimennya yaitu lempung pasir
Tabel 3. 6. Weight Creep Ratio
L / DH = 4 dimana:
L = panjang total creep
Gambar 3. 12. Sketsa Bendung dengan Lantai Muka
Kondisi tidak ada aliran:
Q = 0
Elevasi mercu = +362,3 Elevasi end sill = +358,8
DH = 2,73 m
Panjang rayapan seharusnya: Lb = 4 x 2,73 = 10,36 m Berdasarkan gambar: Lh = 13,3 m Lv = 19,26 m Lp = Lv + 1/3Lh = 23,693 m Lp > Lb = 23,693 m > 10,,36 m … Aman a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x R = 2 , 8 m + 358,85 + 360,3 1 , 6 3 7 1 , 8 1 1 1,3 0 , 8 0,5 0 , 8 0,5 1 , 5 1 1 2 2 1 1 , 5 2 0 , 8 0,5 0 , 8 2 1 , 5 1,5 5 , 7 6 Hc Hd 1 , 7 7 4 3 , 5 1 , 6 8 + 361,4 + 362,3
Kondisi Banjir:
Q = 55,2 m3/det
Elevasi MAB Hulu = + 362,3 Elevasi MAB Hilir = + 362,39
DH = 5,4 m
Panjang rayapan seharusnya: Lb = 4 x 4,5 = 18,024 m
Lp > Lb = 23,693 > 18,024 m … Aman
3.12. Keamana Terhadap Rembesan dan Tekanan Air A. Kondisi Normal
Elevasi mercu = +362,3
Elevasi end sill = +358,85
Hw = elevasi mercu – elevasi end sill = 3,45 m
Cw = 3
Tabel 3. 8. Uplift kondisi normal
Angka Rembesan
Lane’s: Cw = 19,10 / 2,73 = 6,99 > 3 … OK
B. Kondisi Banjir Rencana
Muka air hulu = +364,23
Muka air hilir = +361,39
Hw = 2,69 m Lo ss es L os ses (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) kN/m2 (m) kN/m2 a 0.00 360.30 0.00 0.00 0.00 2.00 20.00 a-b 2.00 0.00 0.00 b 0.00 358.30 2.00 0.29 2.86 4.00 40.00 b-c 0.00 1.00 0.33 c 1.00 358.30 2.33 0.33 3.34 4.00 40.00 c-d 1.00 0.00 0.00 d 1.00 359.30 3.33 0.48 4.77 3.00 30.00 d-e 0.00 1.30 0.43 e 2.30 359.30 3.77 0.54 5.39 3.00 30.00 e-f 0.80 0.00 0.00 f 2.30 358.50 4.57 0.65 6.53 3.80 38.00 f-g 0.00 0.50 0.17 g 2.80 358.50 4.73 0.68 6.77 3.80 38.00 g-h 0.80 0.00 0.00 h 2.80 357.70 5.53 0.79 7.91 4.60 46.00 h-i 0.00 0.40 0.13 i 3.20 357.70 5.67 0.81 8.10 4.60 46.00 i-j 2.00 0.00 0.00 j 3.20 355.70 7.67 1.10 10.97 6.60 66.00 j-k 0.00 1.00 0.33 k 4.20 355.70 8.00 1.14 11.44 6.60 66.00 k-l 1.50 0.00 0.00 l 4.20 357.20 9.50 1.36 13.59 5.10 51.00 l-m 0.00 2.00 0.67 m 6.20 357.20 10.17 1.45 14.54 5.10 51.00 m-n 2.00 0.00 0.00 n 6.20 355.20 12.17 1.74 17.40 7.10 71.00 n-o 0.00 1.00 0.33 o 7.20 355.20 12.50 1.79 17.88 7.10 71.00 o-p 1.50 0.00 0.00 p 7.20 356.70 14.00 2.00 20.02 5.60 56.00 p-q 0.00 2.00 0.67 q 9.20 356.70 14.67 2.10 20.98 5.60 56.00 q-r 0.80 0.00 0.00 r 9.20 355.90 15.47 2.21 22.12 6.40 64.00 r-s 0.00 0.50 0.17 s 9.70 355.90 15.63 2.24 22.36 6.40 64.00 s-t 0.80 0.00 0.00 t 9.70 356.70 16.43 2.35 23.50 5.60 56.00 t-u 0.00 2.00 0.67 u 11.70 356.70 17.10 2.45 24.46 5.60 56.00 u-v 1.50 0.00 0.00 v 11.70 355.20 18.60 2.66 26.60 7.10 71.00 v-w 0.00 1.50 0.50 w 13.20 355.20 19.10 2.73 27.32 7.10 71.00 3.62 0.00 0.00 18.32 13.20 4.40 Jumlah lw H H x y h=lw/Cw h=lw/Cw Titik Koordinat Jalur V H H/3
