Perencanaan Bangunan Siphon

8/20/2019 Perencanaan Bangunan Siphon

1/13

1

Perencanaan Bangunan (Lanjutan)

Bangunan Persilangan

Jalur saluran irigasi mulai dari intake hingga bangunan sadap terakhir kadang-

kadang harus berpotongan atau bersilangan dengan berbagai rintangan antara lain

jalan, saluran/alur alamiah, sungai bahkan jurang. Untuk itu diperlukan bangunan

persilangan agar dapat menyeberangkan debit yang dialirkan oleh saluran dari sisi

hulu ke sisi hilirnya.

Bangunan Siphon

Bangunan siphon merupakan salah satu bangunan persilangan yang dibangun untuk

mengalirkan debit yang dibawa oleh saluran yang jalurnya terpotong oleh lembah

dengan bentang panjang atau terpotong oleh sungai. Bangunan siphon berupa

saluran tertutup yang dipasang mengikuti bentuk potongan melintang sungai atau

lembah untuk menyeberangkan debit dari sisi hulu ke sisi hilir. Bangunan siphon

(berupa saluran tertutup berpenampang lingkaran atau segi empat) dipasang

dibawah dasar sungai, atau bisa juga dipasang di atas permukaan tanah jika

melintasi lembah (cekungan).

onstruksi siphon jika penampang melintang berupa segi empat biasanya dibuatdari beton bertulang (reinforced concrete), jika penampang melintang berupa

lingkaran biasanya dibuat dari baja. Untuk mencegah adanya sedimentasi pada saat

debit di dalam siphon mengecil, biasanya digunakan tipe pipa rangkap. !ada saat

debit di dalam siphon mengecil, jalur satu ditutup, jalur lainnya dibuka sehingga

kecepatan aliran didalam siphon tetap bisa mengangkut sediment ke hilirnya.

onstruksi siphon harus dipilih pada lokasi yang panjang bentang sungainya

minimum, agar biaya konstruksinya hemat, serta kehilangan energinya kecil.

"idalam perencanaan siphon ada beberapa hal yang harus dipertimbangkan, antara

lain # (untuk kasus siphon melintasi dasar sungai)

$. %iphon harus mampu menahan gaya upli&t pada saat kondisi airnya kosong.

ondisi yang paling berbahaya pada konstruksi siphon adalah pada saat

siphon dalam keadaan kosong. !ada saat kondisi ini gaya upli&t yaitu gaya

yang disebabkan oleh tekanan hidrostatis dari bawah konstruksi siphon,

menekan konstruksi siphon ke arah atas. 'aya ini cenderung mengangkatkonstruksi siphon. %edangkan untuk mengimbanginya diperlukan gaya

!usat !engembangan Bahan jar - UB Ir. Agus Suroso MTIRIGASI DAN BANGUNAN AIR


2/13


3/13


4/13

4

- ecepatan aliran di dalam siphon direncanakan + m/dt agar sediment di

dalam siphon bisa terangkut keluar siphon.

- aka luas penampang basah siphon adalah #

244.12/88.2 mvQ A ===

)]25.025.05.0(4)..[(2 hhx xh B A −=

)125.0.(2 22 hh A −=

275.144.1 h=

mh 90.0=

- ehilangan energi akibat gesekan dihitung dengan rumus #

3/42

2

.

.

Rk

Lv Hf =∆

"engan #

∆ Hf = kehilangan energi akibat gesekan (m).

V = kecepatan aliran, (v = 2 m/dt)

L = panjang siphon, (L = !." m)

# = koefisien kekasaran $trickler (k = %")

& = jari'jari hidralik (m)

-uas penampang basah untuk tiap barrel $.55 / + 4.2+ m+

- eliling basah ! (5 : 4.1h) 8 (5 : 4.15h)

+h 8 $.5$h

.5$h

.5$ : 4.94 .42 m

- Jari-jari hidraulik ; /!

4.2+ / .42

4.+ m

-

3/42

2

23.070

05.592

x

x Hf =∆ 4.5 m

- ehilangan energi akibat belokan #

g

vkb Hb

2=∆

"engan # ∆ Hb kehilangan energi di bagian belokan (m)



5/13

5

3 kecepatan aliran, (* + m/dt)

b koe&isien akibat belokan

b 4.45, untuk belokan $1< ( $ kali belokan)

4.45+, untuk belokan $6.1< ($ kali belokan)

∆ Hb = (".""*"."2) . 2 2 /(2+!.-)

= "."-% m

- ehilangan energi akibat peralihan #

g vav H 2/)( 2−=∆ ξ

"engan # ∆ H mask kehilangan energi di bagian inlet (m)

3 kecepatan aliran di dalam siphon, (* + m/dt)

3a kecepatan aliran di saluran, (* 4.56 m/dt)

ξ koe&isien akibat peralihan

ξ mask = ".2"

ξ kelar = "."

g H masuk 2/)46.02(20.0 2−=∆

m H masuk 024.0=∆

g H masuk 2/)46.02(40.0 2−=∆

m H masuk 048.0=∆

- ehilangan energi akibat saringan (trashrack ) #

α ϕ sin.2

.)(2

3

4

g

v

b

s H

r =∆

"engan # ∆ H r kehilangan energi akibat saringan (m)

3 kecepatan aliran di siphon, (* + m/dt)

ϕ koe&isien berdasarkan bentuk pro&il batang

jeruji saringan ( $.0, untuk jeruji bulat)

s tebal batang jeruji saringan (s $4 mm)

b jarak antar batang jeruji (b $44 mm)

α = kemiringan batang jeruji terhadap horisontal

(α 21=)



6/13

6

°=∆ 75sin.2

46.0.)

1.0

01.0(8.1

2

3

4

g H r

m H r 016.0=∆

- Jadi total kehilangan energi adalah

∆Htotal = +∆+∆ Hb Hf masuk H ∆ + keluar H ∆ + r H ∆

= 0.34 + 0.017 + 0.024 + 0.048 + 0.016

= 0.445 m.

- %ehingga muka air di bagian hulu siphon adalah #

7le*asi muka air hilir 8 ∆> total

8$5.6 8 4.551

8$5.0$

Bangunan Talang

Bangunan talang merupakan salah satu bangunan persilangan yang dibangun untuk

mengalirkan debit yang dibawa oleh saluran yang jalurnya terpotong oleh lembah

dengan bentang panjang atau terpotong oleh sungai. Bangunan talang berupa

saluran terbuka yang dipasang membentang dari tebing sisi hulu ke tebing sisi hilir.

untuk menyeberangkan debit. liran di dalam talang harus dalam kondisi yang stabil

(?r @ 4.2) atau dalam kondisi sub kritis Berikut ini contoh perhitungan hidraulik

bangunan talang#

"ata-data #

- "ebit saluran (maksimum) +.00 m/dt

- edalaman aliran di saluran $.+2 m (sebelum bangunan talang)

- 7le*asi dasar saluran 8$.$2 (sebelum bangunan talang)

- 7le*asi muka air di saluran 8$5.55 (sebelum bangunan talang)

- !anjang bentang talang $ m

- oe&isien %trickler k 24

ecepatan aliran * di dalam talang direncanakan $.1 m/dt, sehingga luas

penampang basah talang menjadi #

2.92.15.1

88.2m

v

Q A ===

ebar dasar talang menjadi #



7/13

7

B : h

$.9+ m+ B : $.+2, sehingga B $.1$ m

emiringan dasar bangunan talang yang diperlukan bisa dihitung dengan rumus

kecepatan aliran menurut %trickler #

2/13/2.. i Rk v = atau

2

3/2.

=

Rk

vi

%edangkan #

! B 8 + h

$.1$ 8 (+ : $.+2)

5.41 m

; /!

$.9+ / 5.41

4.52 m

%ehingga #

2

3/2.

=

Rk

vi

2

3/2)47.0.(705.1

=i

i = ".""-

Bilangan ?roude menjadi #

h g

v Fr

.=

)27.1.(81.9

5.1 4.5+ @ 4.24 ok.

ehilangan energi pada bagian peralihan antara saluran dan bagian talang dihitungdengan rumus #

g vsaluranvtalang H masuk 2/)(20.0 2−=∆

g H masuk 2/)46.05.1(20.0 2−=∆ = "."-- m

7le*asi muka air di talang bagian hulu ele*asi muka air di saluran A

8$5.55 A 4.4$$ $5.$

7le*asi dasar talang bagian hulu ele*asi muka air talang A kedalaman aliran

8$5.$ A $.+2 8$.$6

7le*asi muka air di talang hilir ele*asi muka air talang hulu A (i : )



8/13

8

8$5.5 A (4.44$ : $) 8$5.0

7le*asi dasar talang bagian hilir ele*asi muka air talang hilir A kedalaman aliran

8$5.0 A $.+2 8$.$$

g vsaluranvtalang H keluar 2/)(40.0 2−=∆

g H keluar 2/)46.05.1(40.0 2−=∆ = "."22 m

7le*asi muka air di saluran hilir ele*asi muka air talang hilir A keluar H ∆

8$5.0 A 4.4++ 8$5.6

7le*asi dasar saluran hilir ele*asi muka air saluran hilir A kedalaman aliran

8$5.6 A $.+2 8$.49

ehilangan energi total di talang manjadi #

keluar masuk H H ixL H ∆+∆+=∆

(4.44$ : $) 8 4.4$$ 8 4.4++ 4.42 dibulatkan 4.40 m

Berikut ini potongan memanjang bangunan talang.

'ambar 5. !otongan memanjang bangunan talang

Bangunan Terjun


+13.17+13.16 +13.11

+13.09

+14.36+14.38+14.43

+14.44

i = 0.0013

1.27 m1.27 m

1.27 m

L = 31 m

abutment

abutment

i!a"

http://var/www/apps/conversion/2007/FOTO%20bendung%20pamulang/Date(139).jpghttp://var/www/apps/conversion/2007/FOTO%20bendung%20pamulang/Date(139).jpg


9/13

9

Bangunan terjun dibangun untuk mengatasi kemiringan medan yang terlalu curam,

sementara kemiringan yang dibutuhkan oleh saluran tergolong landai. Bangunan

terjun biasanya dibangun pada daerah yang kondisi topogra&inya memiliki

kelerengan yang curam.

da 5 bagian dari bangunan terjun yaitu #

- Bagian pengontrol, berada di hulu sebelum terjunan, ber&ungsi untuk

mencegah penurunan muka air yang berlebihan.

- Bagian pembawa, ber&ungsi sebagai penghubung antara ele*asi bagian atas

dengan bagian bawah.

- !eredam energi, ber&ungsi untuk mengurangi energi yang dikandung oleh

aliran sesudah mengalami terjunan sehingga tidak berpotensi merusak

konstruksi bangunan terjun.

- !erlindungan dasar bagian hilir, ber&ungsi untuk melindungi dasar dan dinding

saluran dari gerusan air sesudah mengalami terjunan.

0agian 1engontrol

Bagian ini terletak sebelah hulu (sebelum terjunan), dengan adanya bagian

pengontrol ini, maka penurunan muka air yang berlebihan bisa dicegah. da +

alternati& mekanisme untuk mengendalikan muka air di bagian hulu, yaitu #

- emperkecil luas penampang basah.

- emasang ambang (sill ) dengan permukaan hulu miring.

Untuk saluran yang kandungan sedimennya tinggi disarankan tidak

memasang ambang (sill ), karena akan mempercepat sedimentasi di

saluran bagian hulu.

0agian 1embaa

Bagian ini berupa terjunan dengan bentuk terjunan tegak (*ertikal) atau

terjunan miring. Jika beda tinggi (tinggi terjunan) lebih dari $.1 m, maka bagian

pembawa berupa terjunan miring, jika beda tinggi (tinggi terjunan) kurang dari

$.1 m maka dipakai bangunan terjun tegak (*ertikal).

1eredam 3nergi

!eredam energi ber&ungsi untuk mengurangi potensi kerusakan akibat energi

yang terkandung dalam aliran, sehingga tidak merusak konstruksi bangunan

terjun. ipe peredam energi yang akan dipilih tergantung dari bilangan ?roude

yang terjadi di dalam aliran.



10/13

10

Berikut ini tipe peredam energi berupa kolam olakan U%B; #

$. olam Clak U%B; ype D untuk bilangan ?r @ $.2

+. olam Clak U%B; ype DD untuk bilangan ?r E 5.1

. olam Clak U%B; ype DDD untuk 5.1 @ ?r @ $

5. olam Clak U%B; ype D3 untuk +.1 @ ?r @ 5.1

1erlindngan 4asar

%egera sesudah aliran mengalami terjunan, kecepatan aliran tergolong masih

tinggi meskipun sudah dipasang bangunan peredam energi, sehingga masih

diperlukan perlindungan dasar saluran yang biasanya berupa pasangan

bronjong (gabion) untuk menghindari gerusan pada dasar saluran atau pada

dinding saluran.

Berikut ini contoh perhitungan hidraulik bangunan terjun #

!ada suatu saluran irigasi akan dibangun bangunan terjun karena kondisi topogra&i

yang curam. "data-data dari saluran tersebut antara lain #

- "ebit rencana 2.12 m/dt

- ebar dasar B 1.22 m

- edalaman aliran y$ $.61 m

- emiringan dasar saluran i 4.444$5

-emiringan dinding m $.1 (sisi horiFontal)

- oe&isien %trickler k 5+.1

- ondisi saluran banyak mengangkut sedimen.

- Beda tinggi antara muka air di hulu dan hilir (terjunan ) F $.6$ m

- edalaman aliran sesudah terjunan y+ $.61 m.

- "isyaratkan pada saat terjadi 24, tidak diperbolehkan terjadi penurunan air.

- Berikut ini sketsanya #



11/13

11

'ambar 1. %ketsa bangunan terjun

Tenu"an #imensi bagian pengonrol.

Jawab #

"ibuat terlebih dulu kur*a hubungan antara debit dengan kedalaman aliran y untuk

saluran tersebut.

Bagian pengontrol berupa penyempitan lebar dasar dengan penampang segi empat.



12/13

12

Besar 24G 24 G : rencana 24G : 2.12 1.4 m/dt

edalaman aliran berkaitan dengan debit 24G, diplot di kur*a ketemu y24 $.12 m

aka #

24 B. y24 8 m. y24!! (1.22 : $.6) 8 ($.1 : $.6+) $4.19 m+

*24 24G / 24 1.4 / $4.19 4.14 m/dt

>24 y24 8 *24+/(+g) $.12 8 (4.14+/+ : 9.0$) $.2 m

Untuk bagian pengontrol hubungan antara H > ditentukan dari humus berikut #

5.1..)3/2(3/2 H B g Cd Q =

#$ = 0.93 + 0.1 (%70/L)

L = an&an' ba'ian en'nt"! ( L = 1.5 m) ntu* L = 1.50 m ma*a a$a saat 24G ,

#$70 = 0.93 + 0.1 ( 1.37 / 1.50) = 1.021 sehin''a !eba" $asa" bisa $i-a"i ,

5.1..)3/2(3/2 H B g Cd Q =

5.1)37.1.(.)3/2()3/2(021.13.5 B g = ma*a B = 1.90 m

'ambar 6. "enah Bagian pengontrol



13/13

13


Documents

Perencanaan Bangunan Siphon