Lap.hidrolis Pltm Tabalar (Mei 2015)

Laporan Hidrolis

PLTM Tabalar Kabupaten Berau, Provinsi Kalimantan Timur 2015

RANCANG DASAR BANGUNAN PENUNJANG PLTM

1.1 Umum

Bendung direncanakan bertipe mercu bulat karena dengan bentuk yang sederhana dapat

meredam turbulensi dan tekanan air pada daerah mercu dan hilir bendung. Tipe mercu bulat

merupakan hasil pengembangan dari Puslitbang Air, dimana pemodelannya telah

memperhitungkan adanya sedimen yang tertahan di hulu bendung seperti umumnya yang terjadi

di Indonesian.

PLTM Tabalar berfungsi sebagai pembangkit listrik dengan memanfaatkan aliran sungai yang ada. Tipe yang direncanakan adalah run-off river (RoR). Bangunan penunjang yang direncanakan pada PLTM Tabalar adalah sebagai berikut :

Bangunan Sipil a. Bendungb. Intakec. Bak/ Kolam penenang (Head Pond)d. Rumah pembangkit (Powerhouse)e. Saluran pembuang (Tailrace)

1.2 Bangunan Penunjang

1.2.1 Bendung

Bangunan peninggi muka air atau seringkali disebut dengan bendung (weir) merupakan suatu bangunan yang melintang terhadap arah aliran dimaksudkan untuk dapat mengalihkan sebagian aliran sungai Tabalar untuk dimasukkan kedalam pintu pengambilan dengan meninggikan muka air sungai.Dimensi dari bangunan ini disesuaikan dengan kondisi exsisting penampang sungai, sehingga karakteristik aliran sungai yang ada tidak banyak dipengaruhi oleh keberadaan bendung. Pengaruh yang lebih menonjol dari keberadaan bangunan ini adalah kondisi kecepatan aliran pada bagian hulu bendung akan berkurang, dan efek pengempangan sementara akan mengakibatkan penurunan kecepatan aliran dan terjadinya pengendapan sedimen pada bagian hulu.Berdasarkan kondisi lapangan yang ada dan untuk memperkecil pengaruh pengempangan khususnya pengaruh debit banjir terhadap panjang efek pengempangan, maka pemilihan tata letak lokasi bendung ditentukan berdasarkan pada pertimbangan berikut :

1-1

Laporan Hidrolis


a. Pemilihan lokasi bendung diutamakan pada bagian yang lurus, hal ini dimaksudkan untuk meratakan beban energi yang diterima tubuh bendung

b. Akibat pengaruh pengempangan, maka diusahakan aliran sedimen diarahkan ke pintu penguras dengan memberikan alur menuju pintu penguras

c. Panjang tubuh bendung diusahakan selebar penampang eksisting, hal ini dimaksudkan untuk mengantisipasi perubahan bentuk dan karakteristik aliran sungai di bagian hilir bendung

d. Tinggi tubuh bendung tidak lebih dari tinggi muka air banjir 50 tahunan atau 100 tahunan, sehingga kestabilan tubuh bendung maupun dampak pengaruh pengempangan tidak terlalu jauh ke hulu sungai

Bentuk mercu bendung yang digunakan dalam perhitungan ini adalah mercu

bulat dengan jari-jari r dan tinggi mercu p. Sebelum menentukan jari-jari mercu

terlebih dahulu dihitung tinggi banjir sebelum ada bendung.

Rumus yang digunakan adalah :

Q = Cd * 2/3 * (2/3 * g) * Bef * H11,5

Dimana :

Q = Debit banjir rencana, m3/det

Cd = Koefisien debit (Cd = C0 * C1 * C2)

g = Percepatan gravitasi, m/det2

= 9.81 m/det2

Bef = Panjang efektif mercu, m

H1 = Tinggi energi diatas mercu, m

P = Tinggi mercu bendung, m

r = Jari-jari mercu bendung, m

Koefisien Cd di dapat dari grafik-grafik, dimana :

- C0 yang merupakan fungsi dari H1 / r

- C1 yang merupakan fungsi dari P / H1

- C2 yang merupakan fungsi dari P / H1 dan kemiringan muka hulu mercu

bendung.

1-2

Laporan Hidrolis


Gambar 1.1 Koefisien C1 dan C2 sebagai Fungsi Perbandingan P/H1

Gambar 1.2 Koefisien C1 dan C2 sebagai Fungsi Perbandingan P/H1

Secara skema, bentuk mercu seperti berikut.

1-3

Laporan Hidrolis


Gambar 1.3 Skema mercu bendung

Tahap awal untuk menentukan tinggi muka air banjir rencana di atas mercu

bendung, yaitu dengan mengasumsi nilai Cd. Kemudian dengan cara coba–coba

dicari nilai Cd baru yang mendekati Cd awal. Kemudian dihitung untuk

mendapatkan H1. Penentuan Muka Air diatas Mercu Bendung. Dari perhitungan

try and error, maka diperoleh parameter sebagai berikut :

Koefisien Cd = 1,43

Jari-jari mercu = 1,0 m

Lebar effektif bendung = 37.6 m

Tinggi muka air banjir diatas mercu = 5.07 m

Tabel 1.1 Perhitungan Perencanaan Bendung PLTM Tabalar

1-4

Laporan Hidrolis


No. URAIAN SATUAN KODE HITUNG

A. PERENCANAAN LEBAR BENDUNG DAN TINGGI AIR DIATAS BENDUNG1 Debit rencana (Q50th) m3/dt Q 1047.14

2 Elevasi dasar bendung +m El.1 + 15.00

3 Lebar total pintu penguras m b 2,00

4 Jumlah pintu penguras Buah 2

5 Tebal pilar pintu penguras m tp 1,00

6 Tebal pilar bendung m tb -

7 Jumlah pilar pintu penguras Buah 2

8 Jumlah pilar bendung Buah -

9 Koefisien kontrasi pilar Kp 0.01

10 Koefisien kontraksi pangkal bendung Ka 0.10

11 Lebar bendung sebenarnya m L’ 40,00

12 Lebar efektif bendung m Be 37,60

13 Tinggi bendung m P 6,0

14 Tinggi air diatas mercu bendung m Hd 5,07

15 Elevasi muka air banjir +m El.3 + 26,07

Bendung PLTM Tabalar direncanakan terbuat dari pasangan beton, sehingga

tekanan air diatas mercu bendung harus kurang dari -4 m, hal ini untuk

mengantisipasi adanya kavitasi lokal yang mengakibatkan kerusakan mercu

bendung. Parameter munculnya kavitasi lokal juga di hitung dari tekanan air

diatas mercu harus lebih besar dari tekanan uap air pada temperatur

lingkungannya.

Berdasarkan gambar di bawah, maka untuk H1/r sebesar 5,07 maka diperoleh

( Pρg )minH 1

adalah -1,7. maka ( Pρg ) adalah sebesar – 2,98 m, sehingga

perencanaan mercu dan jari-jarinya kurang dari -4 m, tidak terjadi kavitasi lokal.

Tekanan air yang terjadi adalah 29.27 kPa yang masih berada di atas tekanan uap

air pada temperatur 250C, sebesar 3,2 kPa.

1-5

Laporan Hidrolis


Gambar 1.4 Tekanan pada mercu bendung bulat sebagai fungsi perbandingan H1/r

Tabel 1.2 Perhitungan Kolam Olak PLTM Tabalar

B. PERENCANAAN KOLAM OLAK TYPE MDO


1 Debit rencana (Q50th) m3/dt 1047,142 Debit per meter lebar m3/dt/m’ q 27.853 Elevasi muka air hulu +26,07 4 Elevasi muka air hilir +16,675 Beda tinggi muka air hulu dan hilir m ΔH 9.406 Kedalaman kolam olak m 7.837 Elevasi lantai kolam olak +m +13.178 Panjang Lantai olak m 18,09 Tinggi ambang hilir m 0,7

10 Lebar ambang hilir m 1,4

1.2.2 Intake

Debit pembangkitan yang akan disalurkan ke mesin pembangkit PLTM Tabalar,

yaitu : 20 m3/detik (4 unit), maka :

Lebar intake (bintake) : 5,0 m

Tinggi bukaan (hintake) : 2,3 m

1-6

Laporan Hidrolis


Elevasi M.A. Normal : +17,0 m.

Tinggi Bukaan Pintu

Rumus yang digunakan adalah :

Q = C*L*H* (2g * z) Sumber : Ven Te Chow, 1959

Dimana :

Q = Debit banjir rencana, m3/det

C = Koefisien debit (C = 0,85)

L = Lebar pintu, m

H = Tinggi bukaan pintu, m

Z = Tinggi air didepan pintu, m

Qrencana = 120 % * Qd = 24 m3/dt

Tabel 1.3 Perhitungan Tinggi Bukaan Pintu Intake PLTM Tabalar

h (m) z (m) L (m) C Q (m3/dt)

0.8 2.0 2.00 0.85 8.52

0.9 2.0 2.00 0.85 9.58

1.0 2.0 2.00 0.85 10.65

1.1 2.0 2.00 0.85 11.71

1.2 2.0 2.00 0.85 12.78

1.3 2.0 2.00 0.85 13.84

1.4 2.0 2.00 0.85 14.91

1.5 2.0 2.00 0.85 15.97

1.6 2.0 2.00 0.85 17.04

1.7 2.0 2.00 0.85 18.10

1.8 2.0 2.00 0.85 19.17

1.9 2.0 2.00 0.85 20.23

2 2.0 2.00 0.85 21.30

2.1 2.0 2.00 0.85 22.36

2.2 2.0 2.00 0.85 23.43

2.3 2.0 2.00 0.85 24.49

2.4 2.0 2.00 0.85 25.56

2.5 2.0 2.00 0.85 26.62

2.25 2.00 2.00 0.85 24.00

1-7

+15.0

Plat vertikal

Plat Baja dan Baja Siku

Laporan Hidrolis


Saringan Kasar (Coarse Screen)

Saringan kasar terdapat pada bangunan pengambilan dengan panjang 2.5 m.

Tabel 1.4 Perhitungan saringan kasar PLTM Tabalar

Perencanaan Saringan Kasar (Coarse Screen)


1 Debit desain m3/dt Q 20,02 Panjang Saringan m L 2,503 Tinggi Air m h 2,04 Tebal Plat mm d 10,05 Jarak antar plat mm b 100,006 Jumlah saringan arah Horizontal Buah 237 Jumlah saringan arah vertikal buah 5

Gambar 1.5 Sketsa saringan kasar tersebut terlihat pada gambar di bawah ini.

1.2.3 Bak/ Kolam penenang (Head Pond)

Bak penenang ditempatkan setelah intake untuk memperoleh dan

mengatur aliran air yang stabil menuu pipa pesat. Kolam penenang

direncanakan berbentuk segiempat.

Dimensi kolam penenang ditentukan :

B = 3b

L = 2b

1-8

+17.0

Laporan Hidrolis


Dimana :

B = Lebar kolam penenang

L = Panjang kolam penenang

Tabel 1.5 Perhitungan Head Pond PLTM Tabalar

Perencanaan Kolam Penenang/ Head Pond


1 Debit desain m3/dt 20,0 2 Tinggi muka air m 2,03 Elevasi muka air +17,04 Tinggi ambang m 0,55 Lebar ambang m 1,206 Kemiringan ambang di hulu 1 : 17 Kemiringan ambang di hilir 2 : 18 Panjang Head Pond m 46 9 Lebar Head Pond m 23

Trans Rack

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 (Trans Rack). Kisi-kisi penyaring direncanakan sebagai berikut.

Tabel 1.6 Perhitungan Trans Rack PLTM Tabalar

Perencanaan Trans Rack


1 Debit desain m3/dt Q 20,02 Panjang Saringan m L 2,503 Tinggi Air m h 2,04 Tebal Plat mm d 5,05 Jarak antar plat mm b 50,06 Jumlah saringan arah Horizontal Buah 337 Jumlah saringan arah vertikal buah 5

1.2.4 Saluran Pembuang (Tailrace)

Saluran pembuang terletak ditepi sungai yang direncanakan untuk menampung dan mengalirkan air yang keluar dari turbin kembali ke sungai. Oleh karena itu, dimensi saluran pembuang ditentukan oleh debit yang keluar dari turbin, yaitu

1-9

Laporan Hidrolis


debit rencana pembangkitan. Saluran pembuang direncanakan berbentuk segi empat diperkuat dengan pasangan beton dengan lebar 23 dan tinggi air 2 m. Elevasi muka air di tailrace dalam pola operasi normal (Q = 20 m3/det) direncanakan pada El. 16.67 m.

1-10

Laporan Hidrolis


DAFTAR ISI

1.1 Umum ..........................................................................................................................1-1

1.2 Bangunan Penunjang.............................................................................................................1-1

1.2.1 Bendung........................................................................................................................1-1

1.2.2 Intake ..........................................................................................................................1-6

1.2.3 Bak/ Kolam penenang (Head Pond)..............................................................................1-8

1.2.4 Saluran Pembuang (Tailrace)........................................................................................1-9

i

Laporan Hidrolis


DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Perhitungan Perencanaan Bendung PLTM Tabalar........................................................1-5

Tabel 1.2 Perhitungan Kolam Olak PLTM Tabalar........................................................................1-6

Tabel 1.3 Perhitungan Tinggi Bukaan Pintu Intake PLTM Tabalar..................................................1-7

Tabel 1.4 Perhitungan saringan kasar PLTM Tabalar....................................................................1-8

Tabel 1.5 Perhitungan Head Pond PLTM Tabalar..........................................................................1-9

Tabel 1.6 Perhitungan Trans Rack PLTM Tabalar.........................................................................1-9

ii

Laporan Hidrolis


DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Koefisien C1 dan C2 sebagai Fungsi Perbandingan P/H1..............................................1-3

Gambar 1.2 Koefisien C1 dan C2 sebagai Fungsi Perbandingan P/H1..............................................1-3

Gambar 1.3 Skema mercu bendung.............................................................................................1-4

Gambar 1.4 Tekanan pada mercu bendung bulat sebagai fungsi perbandingan H1/r..................1-6

Gambar 1.5 Sketsa saringan kasar tersebut terlihat pada gambar di bawah ini...........................1-8

iii

Documents

Lap.hidrolis Pltm Tabalar (Mei 2015)