IRIGASI FIX.rtf

STRUKTUR BANGUNAN AIR 2016

GAMBARAN KEADAAN WILAYAH PERENCANAAN

1; Kondisi Topografi

Dari peta diatas terlihat bahwa daerah perencanaan (sungai yang akan dibendung), pada

umumnya memiliki kemiringan yang sedikit landai pada bagian kanan, dibanding dengan

bagian kiri daerah aliran sungai. Ini dapat dilihat dari countur yang dilalui oleh aliran

sungai. Namun secara keseluruhan daerah perencanaan merupakan daerah pegunungan

dengan kemiringan yang cukup curam pada daerah hulu. Hal tersebut dapat kita lihat pada

jarak garis countur yang begitu dekat dan pada daerah - daerah hilir memiliki kemiringan

yang lebih landai.

2; Tutupan LahanPada daerah perencanaan terdapat beberapa tutupan lahan, seperti hutan dan belukar

yang terdapat pada bukit - bukit daerah dataran tinggi.

3; Data TanahJenis tanah yang mendominasi pada daerah perencanaan adalah tanah lempung. Ciri

dari tanah lempung, yaitu berwarna hitam dan keras.

4; Koefisien Pengaliran

Dilihat dari tutupan lahan dan jenis tanah yang ada pada daeran perencanaan, maka

koefisien pengaliran pada daerah perencanaan adalah 1,22

5; Elevasi Sawah TertinggiSawah terletak pada daerah pemukimanpenduduk yang sedikit landai. Dari hasil

pengamatan pada peta topografi, dapat dilihat bahwa elevasi sawah tertinggi, terletak padagaris countur.

LANGKAH – LANGKAH PERENCANAAN

1; Penetapan Lokasi BendungBendungan merupakan bangunan pelimpah melintang sungai yang memberikan tinggi

muka air minimum kepada bangunan pengambilan untuk keperluan irigasi, agar aliran bisa

FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS SAM RATULANGAI

RIO BERNANDUS PUAHADI090211098


disalurkan ke daerah yang akan dijadikan lahan irigasi. Hal - hal yang harus diperhatikanuntuk menetapkan lokasi bendung, yaitu:

; Kondisi topografi dari rencana daerah irigasi; Kondisi topografi dari lokasi bendung; Kondisi hidraulik dan morfologi sungai dilokasi bendung; Kondisi tanah pondasi, bendung harus ditempatkan pada lokasi dimana tanah

pondasinya cukup baik; Biaya pelaksanaan; Lain-lain, seperti penggunaan lahan disekitar bendung, kemungkinan daerahdisekitar

bendung, perubahan morfologi sungai, daerah genangan yang tidak terlalu luas, danketinggian tanggul banjir.

2; Penggambaran Catchment Area (Daerah Aliran Sungai)Catchment Area digambar dengan memperhatikan posisi kontur disekitar sungai yang

direncanakan. Melalui posisi konturakan ditarik batasan areal, dimana diasumsikan aliranair yang jatuh pada lahan akan turun menuju sungai dengan daerah tegak lurus kontur.Batasan daerah tangkapan dibuat mengelilingi sungai sehingga akan diperoleh sebuahareal yang disebut Daerah Aliran Sungai.

3; Analisa Data HidrologiDigunakan untuk menganalisa data curah hujan yang terjadi pada lokasi Catchment

Area, atau daerah terdekat lokasi bendung. Data curah hujan yang harus tersedia untukdianalisa yaitu data yang terkumpul untuk minimal 10 tahun, guna mendapat hasil (data)yang layak. Analisa hidrologi antara lain meliputi curah hujan maximum, curah hujanDAS, analisa frekuensi sesuai pola distribusi data hujan.

Rumus Metode Gumbel: SnKXX at

Dimana:Xt = Curah hujan maksimum pada Return PeriodXa = Curah hujan rata - rata maksimum tiap stasiunK = (yt – yn) / Sn

Yt = Reduce VariableYn = Reduce MeanSn = Standar Deviator

4; Menghitung Design FloodDesign Flood digunakan untuk menghitung debit banjir rencana atau debit air yang

akan melewati bendung dalam perencanaan teknik bangunan pengairan. Untukmenghitung debit banjir pada tugas bangunan irigasi ini digunakan metode Meichior danGumbel (kombinasi)

Qmax = α.F.q.(Rmax/200)

Dimana:

a = Koefisien pengaliran

F = Luas Catchment Area




q = Debit pengaliran maksimum pada tiap - tiap km2 pada curah hujan terbesar

setempatdalam 24 jam (m3/det/km2)

Rmax = Curah hujan harian maksimum rata - rata dari stasiun - stasiun yang memenuhi

5; Perencanaan BendungDalam merencanakan suatu bendung, kita dapat memilih tipe bendung yang akan

digunakan dengan penentuan dimensi bendung yang direncanakan. Secara umum ada 4tipe bendung, yaitu:

; Bendung tetap dengan memakai kolam peredam energi; Bendung tetap, tidak memakai kolam peredam energi; Bendung tetap dengan konstruksi dinding penunjang; Bendung bergerak

Setelah mengetahui tipe – tipe bendung yang ada, kita dapat memulai perhitungan dimensi

bendung, yaitu terdiri dari:

; Perhitungan Piel Mercu, untuk menentukan tipe piel mercu yang akan digunakan.; Perhitungan tinggi bendung, jarak antara muka bendung sampai puncak bendung.; Perhitungan muka air; Perhitungan penampang sungai rata – rata; Penentuan lebar bendung, jarak antara pangkal – pangkalnya dimana debitnya harus

sama dengan lebar rata – rata pada bagian yang stabil.; Perhitungan lebar efektif bendung.; Perhitungan tinggi muka air maximum diatas mercu bendung.; Mengontrol sifat aliran; Menentukan tipe dan ukuran hidrolis bendung; Menghitung panjang lantai muka dan panjang tangggu bendung; Mendimensi pintu pengambilan dan pintu penguras.

6; Kontrol Sifat AliranKontrol ini dibutuhkan untuk mengetahui aliran yang terjadi pada bendung. Kontrol ini

akan menghasilkan jenis aliran, yaitu aliran sempurna atau aliran tidak sempurna.

7; Lantai Muka BendungIni berfungsi untuk mengurangi tekanan air keatas pada bidang kontak pondasi

bangunan dengan dasar pondasi dan juga memperpanjang jalan aliran. Untuk menentukanpanjang muka bendung digunakan Teori Bleigh dan Teori Lane.

8; Mendimensi Pintu Pengambilan dan Pintu Penguras

; Bangunan pengambilanBangunan ini merupakan suatu bangunan pada bendung yang berfungsi sebagaipenyadap aliran sungai, pengatur pemasukkan airdan sedimen serta menghindarkansedimen serta menghindarkan sedimen dasar sungai masuk ke intake.




; Bangunan pengurasBangunan ini berfungsi untuk menghindarkan angkutan muatan sedimen dasar danmengurangi angkutan muatan layang yang masuk ke intake. Bangunan ini di rancangpada bendung dengan volume angkutan muatan sedimen dasar relative besar.

9; Analisa Stabilitas Bendung

Analisa ini dilakukan untuk memenuhi salah satu syarat keamanan bendung, yaitu

harus stabil terhadap geser, guling, dan penurunan, sehingga perlu untuk menghitung gaya

- gaya pada bangunan, antara lain:

; Berat sendiri bangunan; Gaya gempa; Tekanan lumpur; Gaya up lift (tekanan air dibawah bendung); Gaya hidrostatik

10; Kontrol Stabilitas BendungStabilitas bendung harian dikontrol terhadap keadaan keadaan air normal dan keadaan

banjir. Yaitu kita mendesain bendung agar tahan terhadap gaya tekan yang disebabkan olehair yang dalam keadaan normal (terhadap guling, geser, dan tanah) dan yang disebabkanoleh banjir.

PERENCANAAN BENDUNG

1; Lokasi BendungSuatu bendung tetap, direncanakan mengairi daerah irigasi dengan memanfaatkan air

sungai SOPANGO. Penggambaran Catchment Area dan Penetapan lokasi bendung,dilakukan pada Peta Rupa Bumi Indonesia lembar 2316 – 62 daerah Kotaabagu, denganskala 1 : 50.000 (1 cm digambar = 0.5km dilapangan; 1cm2 = 0.25km2 = 25 ha). Perhitungan luas Catchment Area dilakukan dengan cara grafis dan memperoleh nilai luasCatchment Area:

Luas stasiun pengamatan A = 14.45 km2




Luas stasiun pengamatan B = 15.56 km2

Luas stasiun pengamatan C = 12.325 km2

Jadi luas total adalah = 42.325 km2 .

2; Analisa HidrologiAnalisa hidrologi dimaksudkan untuk menganalisa data curah hujan yang terjadi dalamlokasi Catchment Area. Data yang harus dianalisa yaitu data yang dikumpulkan dalamsetiap pengamatan pada daerah yang bersangkutan, yang dilakukan/diamati secara khusus,selama beberapa tahun. Tetapi dalam penyelesaian tugas ini digunakan data-data yang adapada format. Adapun data-data untuk 3 stasiun pengamatan dengan data dikumpulkanselama 10 tahun, seperti pada tabel.

Tahun PengamatanCurah Hujan Harian Maximum (mm/hari)

Stasiun A Stasiun B Stasiun C2006 128 111 432007 139 92 332008 112 75 532009 103 100 572010 87 87 412011 90 82 662012 98 91 772013 117 110 652014 121 115 682015 130 92 77

Jumlah 1125 955 580Rata-rata 112.5 95.5 58

NOTAHUN

Stasiun A Stasiun B Stasiun CXi (Xi - Xa)2 Xi (Xi - Xa)2 Xi (Xi - Xa)2

1 2006 128 240.25 111 240.25 43 2252 2007 139 702.25 92 12.25 33 6253 2008 112 0.25 75 420.25 53 254 2009 103 90.25 100 20.25 57 15 2010 87 650.25 87 72.25 41 2896 2011 90 506.25 82 182.25 66 647 2012 98 210.25 91 20.25 77 3618 2013 117 20.25 110 210.25 65 499 2014 121 72.25 115 380.25 68 100

10 2015 130 306.25 92 12.25 77 361Jumlah 1125 2798.5 955 1570.5 580

2100Xa 112.5 95.5 58

Menentukan standar deviasi (Sx) :




1

n

XaXiSx

Stasiun A

138.14

115

5.2798

1

n

XaXiSx

Stasiun B

591.10

115

5.1570

1

n

XaXiSx

Stasiun C

247.12

115

2100

1

n

XaXiSx

Menghitung nilai frekuensi faktor :

Diketahui :

Kala ulang banjir (Tr) = 100 tahun

Tahun pengamatan (n) = 15 tahun

Nilai k pada metode normal didapat dari table Nilai Variabel Reduksi Gauss:

Tahun Peluang k1.0012 0.999 -3.091.005 0.995 -2.381.01 0.99 -2.331.05 0.95 -1.641.11 0.9 -1.281.25 0.8 -0.841.33 0.75 -0.671.43 0.7 -0.521.67 0.6 -0.25

2 0.5 02.5 0.4 0.253.33 0.3 0.52

4 0.25 0.675 0.2 0.8410 0.1 1.28




20 0.05 1.6450 0.02 2.05100 0.01 2.33200 0.006 2.38500 0.002 2.881000 0.001 3.09

Menentukan besaran yang diharapkan terjadi selama t tahun (Xt)

X t=X a+(k ×S x)

Stasiun A X t100=X a+(k ×S x )=112.5+ (2.33×1 4.138 )=145.442

Stasiun B X t100=X a+(k ×S x )=95.5+ (2.33×10.691 )=120.41

Stasiun C X t100=X a+(k ×S x )=58+(2 .33×12.247 )=86.536

Menghitung curah hujan rata-rata metode Thiesen

R t25=( X t×LuasA )+( X t×LuasB )+( X t× LuasC )+(X t×LuasD)

LuasA+LuasB+LuasC+LuasD

¿(145.442×14.45 )+(120.41×15.56 )+ (86.536×12.325 )

14.45+15.56+12.325

¿119 .0 923mm /d etik

ANALISA DEBIT BANJIR

1; Metode Melchior-GumbelUntuk menentukan besarnya debit sungai berdasarkan curah hujan perlu ditinjau

hubungan antara hujan dan aliran sungai. Besarnya aliran di dalam sungai ditentukanterutama oleh besarnya hujan, intensitas hujan, luas daerah hujan, lama waktu hujan, luasDAS dan ciri-ciri daerah aliran.Rumus:

Qt=∝× A×R×R t

200Dimana: Qt = Debit yang diharapkan terjadi pada return periode tertentu∝ = Koefisien aliran = 1.22A = Luas catchment areaR = Curah hujan maximum tiap km2

R t = Curah hujan rata-rata pada return periode waktu tertentu




Rumus:

F=π ×a×b

4

F=1970

β−0.12−3 960+1720β

t c=10 L36v

v=1.31(Q× i2)0 .2

Dimana:F = luas elipsa = sumbu terpanjang b = sumbu terpendek (2/3 sumbu terpendek)β = koefisien reduksit c = waktu konsentrasiv = kecepatan aliran rata-rata

i = kemiringanQ = debit perkiraan

Panjang sumbu a = 25.3 cm = 12.65 kmPanjang sumbu b = 16.9 cm = 8.45 km

Data-data analisa perhitungan debit banjir (dipilih sungai yang terpanjang):Panjang sungai (L) = 12.65 kmPanjang sungai teoritis = (12.65 x 0.9) = 11.34 kmElevasi hulu = 810 mElevasi hilir = 140 mBeda tinggi (H) = 810 - 140 = 670 m = 0.670 kmLuas total catchment area = 56.9675 km2

Kemiringan rata-rata dasar sungai (i

)= 0591.0

65.129.0

670.0

9.0

xL

H

; Menghitung besarnya debit perkiraan (Q1)

Luas elips = 14

π ×a×b = 14

π ×12.65×8 .45 = 83.95 km2

Plot luas elips ke dalam table taksiran curah hujan maximum tiap-tiap km2 terhadap

luas elips, lalu dilakukan interpolasi nilai R terhadap nilai F (lampiran).

F R

72 6.2583.95 x108 5.25




108−7283.95−7 2

=5 .25−6.25

x−6 .25

361 1.95

=−1

x−6 .25

36 x−225=−11.95

3 6 x=213.05

x=5.92 m3/det/km2

Maka, nilai curah hujan maksimum sehari (R) = 5.92 m3/det/km2

F=1970

β−0.12−3 960+1720β

83.95=1970

β−0 .12−3960+1720 β

4 043.95−1720β=1970

β−0.12

4 043.95β−485.287−1720β2+206.4 β=1970

−1720 β2+4250.35 β−2454.287=0

β=1.55134

Maka nilai koefisien reduksi ( β ) = 1.55134

Q1=β× R× A

Q1=1.55134×5 .92×56.9675

Q1=523.186 m3/det

Maka, besarnya debit perkiraan (Q1) = 523.186 m3/det

; Menghitung kecepatan aliran rata-rata (v)

v=1.31(Q1×i2)

0 .2

v=1.31(523.186×0 .05912)

0 .2

v=1.478m /det

; Menghitung waktu konsentrasi (tc)

t c=10 L36v

t c=1 0×1 1.343 6×1 .478




t c=2.13 jam = 127.876 menit

Maka, besarnya waktu konsentrasi = 127.876 menit

; Menghitung harga taksiran curah hujan (R2)

Karena suatu konsentrasi (tc) harus sama dengan lamanya hujan, maka harga R2

dipertinggi dengan suatu harga tertentu. Besarnya waktu konsentrasi (tc) diplot ke table

untuk mencari nilai kenaikan dalam presentase.

tc = 118.347 menit, maka terjadi kenaikan sebesar 4 %.

R2=R+(P v×R )

R2=5.92+(0 .04×5 .92 )

R2=6.1568 m3/det/km2

Maka, besarnya taksiran curah hujan (R2) = 6.1568 m3/det/km2

; Menghitung debit puncak banjir (Q)

Q=α× A×R2

Q=1.22×56.9675×6 .1568

Q=427.8998 m3/det

Maka,

Qt25=427.8998×R t25

200

Qt25=427.8998×117.2177

200

Qt25=250.7872 m3/det

Maka, debit yang diharapkan terjadi pada kala ulang 25 tahun maksimum

= 250.7872 m3/det.




2; Metode Haspers

Rumus:Q=α ×β×q×F

Dimana:Q = debit banjir (m3/det)α = koefisien pengaliranβ = koefisien reduksiq = curah hujan maximum tiap km2

F = luas total DAS (km2)

; Lama waktu konsentrasi kalau L dan H dinyatakan dalm meter dan t dalam jam.Digunakan rumus:

t=0.1×L0.8×i−0 .3=0.1×11.340.8×0 .0591−0.3

=1.63 jam

Hitung koefisien reduksi:

1β=1+

t+3.7×10−4 t

t2+15

×F

34

12

1β=1+

1.63+3.7×10−4×1 .63

1.632+15

×56.9675

34

121β=1.1595

β=0.8624

; Hitung koefisien limpasan air hujan ( α )

α=1+0,012 x F0 .7

1+0,075 x F0 .7=1+0,012 x5 6.96750 .7

1+0,075 x5 6.96750 .7

α=0.53




; Hitung nilai Rt, besarnya curah hujan dalam t jam.Untuk t kurang dari 2 jam

Rt=t ×Rn

t+1−(0.0008 (2 60−Rn ) (2−t )2)

Rt=1 .63×117.2177

1 .63+1−(0.0008 (260−1 17.2177 ) (2−1.63 )2)Rt=73.083 m

; Hitung intensitas hujan maksimum

qn=Rt

3 .6 t=

7 3.0833 .6×1 .63

qn=12.4545 m3/det/km2

; Hitung debitQ=α ×β×q×F=0.53×0 .8624×1 2.4545×56.9675=324,29 m3/det

3; Metode Weduwen

; Hitung nilai t (jam)

- Pada siklus pertama diambil nilai Qo sebagai Qawal dengan diperkirakan.

- Pada siklus kedua dan seterusnya Qo awal dapat diambil Qo akhir pada perhitungan

siklus sebelumnya dari siklus sekarang.




- Untuk contoh diambil siklus pertama Qo = 215.534 mm3/detik

t=0.25 L×Q−0 .125×i−0 .25=0.25×11.34×117.2177−0.125 ×0 .0591−0 .25

t=3.17

; Hitung luasan curah hujan qn (m3/det/km2)

qn=Rn

2 40×

67.65t+1.45

=117.2177

2 40×

67.653 .17+1.45

qn=7.152 mm/hari

; Hitung koefisien pengurangan luas

120+A(t+1)(t+9)

¿¿

β=¿β=0.788

; Hitung koefisien limpasan air hujan ( α )β×qn+7

(¿¿)=(1− 4 .1(0.788×7 .152+7) )1−

4 .1¿

α=¿α=0.676

; Hitung kembali debit banjir (Qn)Qn=α ×β×qn × A=0.676×0.788×7 .152×56.9675Qn=217 .034 m3/det

4; Metode Rasional

Debit dengan menggunakan satuan metrik pada metode rasional dihitung dengan rumus:

Q=0.278×c×I × A

Dimana:

Q = Debit banjir (m3/det)

c = Koefisien limpasan (1.22)

I = Intensitas curah hujan maximum selama waktu yang sama dengan lama waktu

konsentrasi t (mm/jam)




A = Luas DAS (km2)

1; Lama waktu konsentrasi kalau L dan H dinyatakan dalam meter dan t dalam jam

digunakan rumus:

t=0.1×L0.8×i−0 .3=0.1×11.340.8×0 .0591−0.3

=1.63 jam

2; Hitung intensitas hujan dengan rumus:

I=R

2 4×( 24

t )23=

117.217724

×( 241 .63 )

23

I=29.34

3; Hitung debit maximum dengan metode rasional:

Q=0.278×c×I × A=0.278×1 .22×29.34×5 6.9675

Q=5 66 .881 m3/det

Resume:

Debit yang diperoleh dari 4 metode :

No. Metode Q (m3/det)

1. Melchior-Gumbel 250.7872. Haspers 324.293. Weduwen 217.0344. Rasional 566.881

Dari 4 metode yang digunakan, diambil Q terbesar yakni dari metode Rasional, sebesar

566.881 m3/det.

ANALISA PERHITUNGAN HIDROLIS BENDUNG

1; Perhitungan Muka Air Maksimum Sebelum Ada BendungUntuk menghitung tinggi air maksimum pada bendung digunakanrumus:

IRs (Chezy)

RC

1

87

P

FR

AFQ Dimana:

v = kecepatan aliran (m/det)Q = debit (m3/det)R = jari-jari hidrolisF = luas penampang basah (m2)P = keliling basah (m)




I = kemiringan sungai rata-rataα = koefisien kekasaran bahanC = koefisien Chezy

Kemiringan dasar sungai rata-rata ditinjau sejauh 2 km dari lokasi bendung. Dari petadidapat :Elevasi dasar sungai di lokasi bendung = 140 mMaka :

140 −¿ (2000 × 0.0591) = 21.8 m (hilir)140 +¿ (2000 × 0.0591) = 258.2 m (hulu)

∆ H = 21.8 +258.2 = 280 m

025.0126509.0

280

9.0

L

HrataIrata

Setelah pemancangan dan perbaikan talud sungai, diperoleh penampang sungai di lokasibendung tersebut.

Dengan b dimisalkan 25 m dan z = 1.Untuk penampang trapezium :

A= (b+zh )h=(2 5+h ) h

P=b+2h√1+z2=25+2h√2

R=AP

Tabel coba-coba tinggi muka air maksimum :

h (m)

b (m)

A (m2)

P (m)

R (m)

C IV

(m/det)Q

(m3/det)

1.6 25 42.56 29.52548 1.4415 37.29656 0.059 10.8859 463.304

1.7 25 45.39 29.80833 1.5227 37.88196 0.059 11.3642 515.819

1.793215 25 48.046 30.07198 1.5977 38.39667 0.059 11.7987 566.881

Syarat Q coba-coba = Q desain = 566.881 m3/det, didapat h = 1.793215 m

2; Analisa Perhitungan Desain Bendung

; Perhitungan Peil Mercu Bendung

Menentukan Peil Mercu ,oleh beberapa faktor ,sebagai patokan dapat digunakan angka-

angka sebagai berikut:

Elevasi sawah tertinggi = 140 m

Tinggi muka air sawah = 0,1 m




Kehilangan tekanan air dari saluran tersier ke sawah = 0,1 m

Kehilangan tekanan air dari saluran sekunder ke saluran tersier = 0,1 m

Kehilangan tekanan air dari saluran primer ke saluran sekunder = 0,1 m

Kehilangan tekanan air akibat kemiringan = 0,15 m

Kehilangan air dari sungai ke saluran primer = 0,2 m

Kehilangan Tekanan air akibat Eksploitasi = 0,1 m

Kehilangan tekanan air pada alat-alat ukur = 0,4 m

Kehilangan tekanan untuk Bangunan-bangunan lain = 0,25 m

Tinggi muka air = 141,5 m

; Perhitungan Tinggi BendungTinggi bendung adalah jaak antara lantai muka bendung sampai pada puncak bendung.Diketahui :Elevasi sawah tertinggi = 140 mElevasi dasar sungai di lokasi bendung = tinggi sawah tertimggi – h = 138.21 mElevasi peil mercu bendung = 141.5 mTinggi bendung = elevasi peil mercu –elevasi dasar sungai

= 141.5 – 138.21 = 3.29 m

; Perhitungan Lebar BendungLebar bendung adalah jarak bagian dalam antara tembok di sebelah kanan dan kiri,dibuat sama dengan leba rata-rata nomal sungai.

Lebar rata-rata sungai :

Bn=b+z ×hz=25+1×

1.7932151

Bn=26,793 m

Lebar pintu penguras (bilas) :

bp=1

1 0×Bn=

110

×2 6,793

bp=2 ,6 792 m

Lebar efektif bendung (beff) dengan lebar pilar Bb = 1 m :be ff =Bn−Bb−0 .2bp=25,897−1−0 .2×2 .6793be ff =25,26 m

Maka lebar bendung adalah 25.26 m.




; Perhitungan Tinggi Muka Air Maksimum di Atas Mercu BendungTinggi muka air di atas mercu bendung adalah muka air sedikir di atas udik bendungsebelum muka air berubah bentuk menjadi melengakung ke bawah.

Perhitungan tipe mercu tipe Vlugter. Aliran dianggap sempurna dengan rumuspengalirannya :Rumus Bundsch :

gdmbdQ

3

2Hd

khd Untukharga K dan M dicaridenganrumusVonwoerd :

222 1

27

4

Pmk hm

2

5018.049.1

r

hm

Dimana :b = lebar efektif bendung (m)g = percepatan gravitasi (m/det2)h = tinggi air di atas mercu (m)k = tinggi energi kecepatan (m)m = koefisien pengaliranP = tinggi bendung (m)Q = debit rencana (m3/det)r = jari-jari puncak mercu (m)

Kita ambil m = 1 dan harga Hr

= 3,5 (diasumsikan).

d32=

Q

m×b×g12

=566,881

1×25,26×9 ,8112

d=7.166 m

H=32

×d=32

×7 ,166=10,75 m

Hr

=3.5→r=H

3 .5=

10,753 .5




r=3.07 m

Dengan cara Trial and Error :Harga h dimasukkan didapat harga m

Harga m dan h dimasukkan, diperoleh harga K

h m k d H Q3.000 1.199 0.140 3.140 4.710 527.6173.1294 1.205 0.153 3.283 4.924 566.8813.500 1.222 0.196 3.696 5.543 686.643

Didapat h = 3,1294 m dan K = 0.262 m.

Kontrol sifat aliran :Syarat bentuk :- Adalah aliran sempurna jika tinggi air di hilir lebih rendah dari tinggi mercu ambang

h1 ≤23

h0 .

- Adalah aliran tidak sempurna jika tinggi air di hilir lebih tinggi mercu bendung.

Diketahui :Elevasi dasar sungai di lokasi bendung = 138,21 m Debit rencana (Qdesain) = 566,881 m3/detKecepatan (v) = 11,7987 m/detTinggi bendung (P) = 3,29 mTinggi air di atas mercu ( h0 ) = 3,1294 mKehilangan tinggi energi akibat pengaliran (K) :

095,781.92

7987.11

2

22

g

vK

Keterangan :

(+a)= (+d) + (+e)



h0 = 3,1294 (+e)

142,5 (+b)

138,21 (+c)

135,4294(+a)

132,3 (+d)


(+b)= Peill MercuBendung = (+c) + (P)

(+c)= Elevasidasarsungai di lokasibendung

(+d)= (+ c)-( l x 100)

(+e)= h0 = 1,945

I = Kemiringanbendung

= (+a) – (+b)

= 135,4294 – 142.5

= -7.0706

Syaratuntukpengaliransempurna :

086.2805.7

1294.33

20706.7

3

20

-

hhi

Jadi sifat aliran adalah Aliran Sempurna.

; Pemilihan Tipe BendungSungai biasanya mengandung lumpur pada waktu hujan dan tidak mengandung batu-batu besar karena itu digunakan tipe bendung Vlugter.P = 3,29 m b = 3,29 – 1,79 = 1,497 m

h0 = 3,129 m Z = H + b = 6,417 m

h = 1,79 mZH

= 1.32

H = 4,92 mKeadaan izin terbagi 2 :

-43<

ZH

<10

Maka D = L = R = 1.1 Z+H

a=0.15 H×√ HZ

-13<

ZH

<43

Maka D = L = R = 0.6 H + 1.4 Z

a=0.20 H×√ HZ

Dicoba menggunakan keadaan pertama,43<

ZH

<10

1.3<1.32<10 …..OKMaka : D = L = R = 1,1 (6.417) + 4,92 = 11,9787 m



ih


a=0.15 H×√ HZ

=0.15(4,92)×√1 .32

a=0.847 m2a=1.694 m

; Back Water CurveBack Water Curve adalah kurva untuk mengetahui sampai dimana pengaruh kenaikanmuka air setalah adanya penempatan bendung.

L=2hc

IDimana :

L = panjang pengaruh pengembangan ke arah huluI = kemiringan sungaihc = tinggi kenaikan muka air di titik bendung

hc=H−h0=4.92−3 .129=1.728 mMaka :

L=2hc

I=

2×1 .7280 .0591

=58,477 m ≈58.5 m

; Menentukan Panjang Lantai Muka

Lantai muka berfungs iuntuk mengurangi tekanan air keatas pada bidang kontak antarapondasi bangunan dengan dasar pondasi dan juga untuk memperpanjang jalannya aliran air(creepline). Makin pendek creep line makin kecil pula hambatannya, sehingga konstruksi lantaimuka air semakin panjang demikian pula sebaliknya. Perbedaan tinggi air di hilir dan di hulubending mengakibatkan adanya aliran dibawah bending sebagai akibat dari perbedaan tekanan




pada dasar bendung. Hal ini lama-kelaman akan menimbulkan penggerusan, terutama di ujungbelakang bendung. Cara yang sering digunakan yaitu dengan mebuat dinding vertical daribeton atau besi dimuka sebelum bending itu agar jalan yang ditempuh aliran adalah jalanhambatannya paling kecil.

- Teori Bligh

Besarnya perbedaan tekanan sebanding dengan panjang jalannya air (creep line) :∆ H=

LcDengan :

∆ H = beda tekanan = 11,98 mc = creep ratio = 6 (material bolder, batu-batu kecil dan kerikil)

Total panjang vertical = Lv = 11,59 mTotal panjang horozontal = Lh = 32,98 m

L = panjang creep lineSyarat : L=∆H ×c

L ¿11,98×6=7 1,87 mLantai muka = L - Lv - Lh

= 71,87m – 11,59 m – 32,98 m = 27,3 m

- Teori LaneTeori ini merupakan merupakan pengembangan dari teori Bligh. Lane memberikan

koreksi terhadap teori Bligh dan mengatakan bahwa energi yang dibutuhkan untukmelewati jalan horizontal lebih kecil dari pada vertical dengan perbandingan 1 : 3.

Jadi dianggap Lv=3 LH

Dengan :L = panjang creep line = ∆ H ×c=11,98 x2,5=29,95mc = creep ratio = 2,5Lv = panjang bagian vertical = 11,59 mLH = panjang bagian horizontal = 32,98 m∆ H ×c=Lv+

13

LH

L=Lv+13(LH+LantaiM uka)

13

l antaimuka=L−Lv−1/3(Lh) 13

l ant a imuka=29,95−11,59−1/3(32,98) l antaimuka=3 x 7,367=22,1m

Hasil perhitungan cara Bligh dan cara Lane, memberikan hasil yang berbeda. CaraBligh lebih besar dari pada cara Lane yaitu 27,3 m. Maka panjang lantai mukaditetapkan menggunakan cara Lane yaitu 27,3 m dubulatkan 27,5 m

L = 32,98 m + 11,59m +[(2x3) + (7,5x2) + 6,5] = 72,07m = 72,07 > creep line minimum = 71,87 m……..ok

Menghitung tebal lantai muka.Syarat :

t ≥t+∆ H

2 .2




Dengan ∆ H=panjangl antaimukapanjang creep l ine

=27,571,87

=0.382 m

Direncanakan :t = 0.4 m

t ≥t+∆ H

2 .2=

0 .4+0.3822.2

=0.355 m

0 .4≥0 .355

Menghitung tebal lantai belakang.Direncanakan (pot K-K’) :

t = 0.4 m

t ≥t+∆ H

2 .2=

0 .4+0.3822.2

=0.355 m

0 .4≥0 .355 ..OK!!

Direncanakan (pot N-N’)t = 1.4 m

t ≥t+∆ H

2 .2=

1.4+0.3822.2

=0.81 m

1.4 ≥0 .81 ..OK!!



1,4 m

P

10,016 m 1,694 m

0,4 m

10,286 m 1,694

N’

27,5 m

0.4 m

m

K’

0,542 m

Lh = 1.5 + 1.5 +1.5 + 1.5 +15 + 11,98 = 32,98mLv = 5,69 + 1.5 + 1.5 + 1.5 + 1.4 =11.59 m

2 m 2 m 2 m7,5 m 7,55 m 6.5m

5,69m

1,5 m27,5 m 15 m L =11,98 m1.5 m

1,5

1,5

1,5

3,29 m

3,129 m

1,084 m

1,5

1,5

1 m3,129 m

R =11,98 m D =11,98 m

; Pintu Pengambilan

Luas tanah yang akan dialiri: 1500 ha

Debit saluran induk :

Dimana :

A : Luas sawah yang akandialiri

c : koefisien pengurangan rotasi = 1,22

NFR : Pemberian air normal = 1.2 ltr/dtk/Ha

e : efisiensi saluran (primer = 90%, sekunder = 90%, tersier = 80%)

Q=c .N FR. A

e=

1.22×1 .2×15000 .9×0 .9×0 .8

=3388.889l trd et

=3.3889m3

d et

Rumus pengaliran : Q=0.385×μ×b×h×√2×g×h

Dimana :

Q = debit saluran intake

μ = Koef. Pengaliran (0.62)

b = Lebar pintu pengambilan

h = Tinggi air diatas mercu bendung

g = Gravitasi

ukuran pintu pengambilan diambil

b : h = 2

b = 2h

Sehingga :

Q=0 .385×0 .62×2h×h×√2×9 .81×h

h52 = 1.24216

h = 1.0906 m

Maka b = 2 x h = 2 x 1.0906 = 2.1812 m

Tinggi Ambang = Tinggi Mercu – h

= 3,29 – 2,1812

= 1,1088 m

Sketsa tinggi Ambang :

e

ANFRcQ

Dimensi Balok Pada Pintu PengambilanPerhitungan untuk balok didasarkan bahwa balok yang rendah yang akan menerimatekanan terbesar dan ditinjau muka air banjir

h banjir = 3,29 + 1.945 = 4.445 m

h1 = 1.0906 + 1.945 = 3.0356 m

h (tinggi balok) diambil 30 cm = 0.3 m

w= 1 t/m 3

0356.30356.3111 hwP t/m2

7356.23.00356.3112 hhwP t/m2

221 /866.03.02

mtPP

P

Lebar pintu intake = 2 x 1.0906 = 2.1812 m

tmPLM 515.01812.2866.08

1

8

1max 22

kgcmM 51500max

Balok dari kayu besi dengan et = 150 kg/cm2

Karena konstruksi selalu terendam banjir maka tegangan lentur izin akan dikalikan dengan

faktor 2/3 (PKKI 71 Hal 7)

Jadi :

2/1001503

2cmKglt

2222

/1005

51500

1036/1

51500

36/1

maxmaxcmKg

ttt

M

w

Mlt

5 t2=

51500100

=515

t=10.149 cm ≈ 12 cm

1,1088 m

3,29 m

Jadi, ukuran balok untuk pintu pengambilan adalah 30 x 12 cm.

Kontrol:

❑l t ≥Mmax

w=150≥

5 15003 0×1 22

150≥11.921 ..OK!!

; PintuPengurasTinggi pintu penguras = tinggi bendung = 2.5mDigunakan kayu kelas 1 : ❑l t = 150 kg/cm2

Lebar maksimum pintu penguras:1

10 Bn =

110

×26.15894=2.616 m

Gaya-gaya yang bekerja :Tekanan lumpur setinggi mercu bendungTekanan air banjir

Tekanan Air : Tekanan Lumpur :

A B=❑w ×(h1−h)×kw ❑s=1.6 t /m3

A B=1×(3.0356−2.5)×1 θ=30 °

A B=0.5356 t/m2

C D=❑w×h1×kw EC ¿❑s ×k 2×h

C D=1×3 .0356×1 EC ¿1.6×( 1−s∈30 °1+s∈30 ° )×2 .5

C D=3.0356 t/m2 EC=1.33 t/m2

h1 = 3.0356 m

C D

B

E

w h

i K

w Air

h=2.5 m

Aw (h

1 – h) K

w

Lumpur

E D=EC+C D=1.33+3.0356=4.3686 t/m2

q=h×A B+E D

2=2.5×

1 .945+4.36862

=7.892 t/m

Mmax=18

q l2=

18

×7 .892×2.6162=6.751 t m ¿675100 kg cm

W y=M max❑l t

=675100

150=4500.667 cm3

Tinggi pintu dibagi menjadi 5 bagian ; h = 250/5 = 50 cm

W y=b2×50

6=8.333b2

4500.667=8.333b2

b=23.24 ≈ 25 cm

Diambil h = 50 cm dan b = 25 cm

Kontrol :

W y=b2 x h

6=

252 ×5 06

=5208.333 cm3

❑l t ≥Mmax

w=150≥

6 751005 208.333

150≥129.619 ..OK!!!!!

STABILITAS BENDUNG

Gaya-gaya yang bekerja pada bendung :

; Gaya Berat Bendung

; Gaya Gempa

7.892 t/m2

; Tekanan Lumpur

; Gaya Hidrostatis

; Gaya Uplift

Untuk mempermudah perhitungan, tubuh bending dibagi atas beberapa bagian. Berikut

perhitungan gaya yang bekerja.

1; Gaya Berat BendungBendung direncanakan terbuat dari beton dengan = 2.2 t/m3

Rumus Gaya Berat :G=F×

Dimana :F : Luas bagian yang ditinjau

: Berat jenis betonPerhitungan gaya berat tiap-tiap bagian seperti ditabelkan berikut ini :

Bagian F(m2) G=F*g y(m) x(m) My=G*y Mx=G*x

I 8.25 18.15 4.75 15.75 86.21 285.86II 24.48 53.86 4.63 11.60 249.35 624.73

III 9.20 20.24 2.50 7.00 50.60 141.68IV 10.00 22.00 1.50 6.50 33.00 143.00

V 11.00 24.20 0.50 6.00 12.10 145.20VI 0.40 0.88 0.20 0.50 0.18 0.44

VII 0.25 0.55 0.57 0.66 0.31 0.36VIII 1.00 2.20 1.33 2.33 2.93 5.13

IX 0.90 1.98 2.33 4.20 4.61 8.32X 0.88 1.94 7.53 15.75 14.64 30.62

S 66.36 146.00 453.93 1385.33X dan Y ditinjau terhadap titik K

mG

Myy 11.3

00.146

93.453

mG

Mxx 5.9

00.146

33.1385

2; Gaya GempaGaya gempa yang diperhitungakan adalah gempa horizontal yang bekerja pada titik beratbendung yang ditinjau.Rumus :

K = α x GDimana:α= Koefisien Gempa = 0.03 (Untuk tanah lembek)G= Total gaya berat

K=0.03x 146.00K=4.38 t (→)

Momen akibat gaya gempa tmyK 62.1311.338.4

3; Tekanan LumpurEndapan Lumpur diperhitungkan setinggi mercu bendung.❑s = Berat jenis Lumpur = 1.6 t/m3

= 300 (sudut geser dalam)

H=❑s ×h2×K a

2

K a=1−s∈30 °1+s∈30 °

=1−s∈30 °1+s∈30 °

=0.333

H=1.6×2.52 ×0 .333

2=1.667 t

Momen akibat tekanan lumpur:

∑ M=1.667 (( 13

×2 .5)+5)=9.724 tm

4; Gaya Hidrostatis; Keadaan air normal

γ a ir=1 t/m3

∑ H=0.5×γw×h2=0.5×1×2.52

=3.125 t

∑ M=∑ H (( 13

×2.5)+5)=3.125(( 13

×2.5)+5)=18.229 tm

; Keadaan air banjir

W2

W6

2.5m

2.5m

w Gaya(t) Jarak Momen1 35.525 t 6.8m 241.57 tm2 2.925 t 9m 26.325 tm3 14.625 t 8.4m 122.85 tm4 58.5 t 5.4m 315.9 tm5 30.42 t 3m 91.26 tm6 0.4875 t 9m 4.3875 tm

Jarak = jarak titik berat ke titik yang ditinjau (K)ΣM = 319.1525 tmΣH = -5.105 tΣV = 76.5375 t

5; Gaya UpliftUntuk menghitung gaya uplift harus dicari tekanan pada tiap titik sudut pada creep line,kemudian dapat dihitung besarnya gaya yang bekerja pada tiap bidang.Teori Bleigh

Px=H x−Lx

L×∆ H

Dimana :

W4

W3

W1

W5

2.5m

1.9449m

7.8 m

7.8m12 m3m1.5m14.5m

Px = Uplift pressure di titik xH x = Tinggi energi di hulu bending / jarak x kemuka airLx = Panjang creep line sampai titik xL = Panjang total creep line = 46.6 m∆ H = Beda tinggi = 7.779 m

Jarak = jarak antara garis yang ditinjau kedasar bending; Keadaan air normal

Px=H x−Lx

L×∆ H

Px=H x−0 .1668×Lx

Titik Hx Lx Ux bGaya Jarak(thdp titk K)

MomenUv (ton) Uh (ton) X Y

A 3.2m 14.5m 0.78333 tm- - - - -

2.8 - 6.1133 - 2.900 17.729B 6m 14.5m 3.58333 tm

1.5 5.1875 - 16.000 - 83.000C 6m 16m 3.33333 tm

1 - 2.8333 2.333 6.610D 5m 16m 2.33333 tm

1 2.25 - 14.666 - 32.999E 5m 17m 2.16667 tm

1 - 2.6667 2.333 6.221F 6m 17m 3.16667 tm

1 3.083333 - 13.666 - 42.137G 6m 18m 3 tm

1 - 3.5000 1.333 4.666H 7m 18m 4 tm

1 3.916667 - 12.666 - 49.609I 7m 19m 3.83333 tm

1 - 4.3333 0.333 1.443J 8m 19m 4.83333 tm

0 0 0.0000 8.000 - 0.000K 8m 31m 2.83333 tm

- - - - - 14.4375 19.4467 244.413

Uplift pressure 70% 10.10625 13.6127 171.089

Dimana :b = lebar dua titik yang ditinjau

V = H = P1+P2

2×b

; Keadaan banjirTinggi air di atasmercu = 1.9449 m

∆ H = 9.72 m

Px=H x−Lx

L×∆ H

Px=H x−0 .2085×Lx

Titik Hx Lx Ux bGaya Jarak(thdp titk K)

MomenUv (ton) Uh (ton) X Y

A 5.1449m 14.5m 2.72823 tm- - - - -

2.800 - 11.559 - 2.900 33.521B 7.9449m 14.5m 5.52823 tm

1.500 8.105 - 16.000 - 129.678C 7.9449m 16m 5.27823 tm

1.000 - 4.778 - 2.333 11.148D 6.9449m 16m 4.27823 tm

1.000 4.195 - 14.666 - 61.522E 6.9449m 17m 4.11157 tm

1.000 - 4.612 - 2.333 10.759F 7.9449m 17m 5.11157 tm

1.000 5.028 - 13.666 - 68.716G 7.9449m 18m 4.9449 tm

1.000 - 5.445 - 1.333 7.258H 8.9449m 18m 5.9449 tm

1.000 5.862 - 12.666 - 74.243I 8.9449m 19m 5.77823 tm

1.000 - 6.278 - 0.333 2.091J 9.9449m 19m 6.77823 tm

0.000 0.000 0.000 8.000 - 0.000K 9.9449m 31m 4.77823 tm

- - - - - 23.1896 32.6720 398.9348

Uplift pressure 70% 16.2327 22.8704 279.2544

KONTROL STABILITAS BENDUNG

1; Keadaan Normal

Resume :

Jenis gaya V (ton) H (ton) MT (tm) MG (tm)Berat sendiri 146,00 2476,66 Gaya gempa 4,38 11,86Tekanan lumpur 1,666667 9,722 Gaya hidrostatis 14,1422 450 Gaya uplift 15,8918 22,444406 257,6172

Σ 161,89 42,633268 2476,66 729,231

; Kontrol terhadap eksentrisitas

Syarat : e≤16

B

Dengan B = lebar horizontal = 30.944 m. Maka16

B = 5.157 m

e=B2−a≤

16

B

a=M l awan−M guling

∑ V=

2476.66−729.23161.892

=10.794m

e=B2−a=

3 0.9442

−1 0.794=4.678m

e≤16

B

4 .678m≤5 .157m ..OK!!

; Kontrol terhadap gaya geserSyarat : S F>¿ 1.5

S F=∑V × f

∑ HDengan f = koefisien geser antara konstruksi dasar = t an∅ = t an3 0° = 0.577

S F=161.89×0 .577

42.6333=2.191

S F>¿ 1.52.191>¿ 1.5 ..OK!!

; Kontrol terhadap gaya gulingS F>¿ 1.5

S F=∑ M T

∑G=

2 476.6657 29.231

=3.396

S F>¿ 1.53 .396>¿ 1.5 ..OK!!

; Kontrol terhadap gaya tekanan tanahSyarat : σm ax≤σmaxi jin

σm ax=∑V

B(1±B )

σm ax=161.89230.944 (1±

27.630.944 )

σm ax=−0.565 t/m2

σm ax=−0.0565 kg/cm2

σm ax≤σm axi jin

−0.0565≤1.5 ..OK!!

; Kontrol keadaan air normalS F>1.5

F=∑G+∑ W

∑V=

146+01 8.177

=8.0323

S F>¿ 1.58 .0323>¿ 1.5 ..OK!!

Dari hasil kontrol, dapat diambil kesimpulan bendungan layak beroperasi dalam keadaannormal.

2; Keadaan Banjir

Resume :

Jenis gaya V (ton) H (ton) MT (tm) MG (tm)Berat sendiri 146 0 2476,665 Gaya gempa 4,3799958 11,85866Tekanan lumpur 1,6666667 9,721667Gaya hidrostatis 76,5375 14,1422 450,0335Gaya uplift 19,1859 22,444406 349,9928

Σ 88,6483 42,633268 2476,665 821,6066

; Kontrol terhadap eksentrisitas

Syarat : e≤16

B

Dengan B = lebar horizontal = 30.944 m. Maka16

B = 5.157 m

e=B2−a≤

16

B

a=M l awan−M guling

∑ V=

2476.665−821.6188.648

=18.657m

e=B2−a=

30.9442

−18.657=−3.1m

e≤16

B

−3 .1 .m≤5.157m ..OK!!

; Kontrol terhadap gaya geserSyarat : S F>¿ 1.5

S F=∑V × f

∑ HDengan f = koefisien geser = 1.5

S F=8 8.648×1 .5

4 2.633=3.119

S F>¿ 1.53 .119>¿ 1.5 ..OK!!

; Kontrol terhadap gaya gulingS F>¿ 1.5

S F=∑ M T

∑G=

2 476.6658 21.60 7

=3.0144

S F>¿ 1.53 .0144>¿ 1.5 ..OK!!

; Kontrol terhadap gaya tekanan tanahSyarat : σm ax≤σmaxi jin

σm ax=∑V

B(1±B )

σm ax=88.648330.944 (1±

−18.630.944 )

σm ax=−4.587 t/m2

σm ax=−0.4587 kg/cm2

σm ax≤σ maxi jin

−0.4587≤1.5 ..OK!!

; Kontrol keadaan air normalS F>1.5

F=∑G+∑ W

∑V=

1 46+01 9.186

=7.61

S F>¿ 1.57 .61>¿ 1.5 ..OK!!

Dari hasil kontrol, dapat diambil kesimpulan bendungan layak beroperasi dalam keadaanbanjir.

Documents

IRIGASI FIX.rtf