SBI bab IV

5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 1/40

Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011 BAB IV

PERHITUNGAN

4.1. Perencanaan Profil Bendung

Dalam merencanakan suatu bangunan air berupa bendungan dibutuhkan

beberapa kriteria desain didalamnya. Salah satunya adalah perencanaan profil

bendung yang dibutuhkan, dengan menggunakan sketsa dan data lapangan sebagai

berikut.

Data Lapangan : Elevasi dasar sungai dekat pintu pengambilan : +178 m

Elevasi muka tanah pada tepi sungai (tanggul sungai) : +181 m

Elevasi sawah tertinggi : +178,7 m

Debit banjir rancangan (design flood) : 340 m3 /dt

Lebar normal sungai ( Bn ) : 34 m

Pada waktu banjir sungai banyak membawa : Pasir dan

kerikil

Daya dukung ijin tanah di bawah bendung : 1,3 kg/cm2

Jenis konstruksi bendung : Pas. Batu

kali

Hal-hal yang lain direncanakan sendiri

Sketsa Dilapangan disajikan pada Gambar 4.1 :

Gambar 4.1 Sketsa Penampang Perencanaan Bendung



Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011



Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011 4.1.1. Elevasi Puncak Mercu

Elevasi puncak mercu direncanakan dari elevasi sawah tertinggi.

Perencanaan elevasi puncak mercu direncanakan dengan memperhatikan

beberapa hal, seperti kehilangan energy dan jenis material yang terbawa.

Berikut perhitungan elevasi puncak mercu dengan asumsi kehilangan energy

dan tekanan jika dijumlahkan sebesar 1,5 m.

A. Elevasi Puncak yang Dibutuhkan

1. Elevasi sawah tertinggi = +178,7 m

2. Tinggi genangan = 0.15 m

3. Kehilangan energy

- dari sal. tersier ke sawah = 0,1 m

- dari sal. sekunder ke tersier = 0,1 m

- dari sal. induk ke sekunder = 0,1 m

- akibat kemiringan saluran = 0,15 m

- akibat bangunan ukur = 0,4 m

- dari intake ke saluran induk = 0,2 m

- kantong sendimen = 0,1 m

4. Eksploitasi = 0,1 m

Elevasi Mercu Bendung = +180,2 m

Jadi elevasi puncak bendung yang dibutuhkan untuk

dapat mengaliri sawah adalah +180,2 meter.

B. Kontrol Perkiraan Elevasi Puncak Bendung

1. Elevasi dasar saluran dekat pintu pengambilan = +178 m

2. Jenis material yang dibawa oleh aliran sungai adalah pasir

dan kerikil, memiliki elevasi ambang 0,5 m. (KP-02, Hal 86)

= 1,0 m

3. Tinggi Bukaan Maksimum = 1,0 m

4. Tinggi Minimal Pintu dari Puncak = 0,1 m

Elevasi Puncak =+180,1 m

Jadi elevasi puncak bendung tetap direncanakan

+180,2 meter. Dengan pertimbangan agar sungai yang

dibendung dapat mengaliri keseluruhan daerah irigasi



Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011 sampai ke area terjauh. Selain itu juga memperhitungkan

dampak dari material yang terbawa oleh air pada saluran.

Perhitungan di atas dapat dimasukkan kedalam

sebuah sketsa penampang bendung beserta elevasi puncak

bendung yang telah direncanakan, yang disajikan dalam

Gambar 4.2.

C. Elevasi Dasar Pintu Pengambilan

1. Elevasi dasar saluran dekat pintu pengambilan = 178 m

2. Jenis material yang dibawa oleh aliran sungai adalah pasir

dan kerikil, sehingga elevasi ambang minimal 1,0 m dari

dasar sungai. (KP-02, Hal 86) = 1,0 m

Elevasi Pintu Pengambilan = 179 m

Jadi elevasi dasar pintu pengambilan direncanakan

sebesar 179 m.

Gambar 4.2 Sketsa Penampang Bendung

+180,2

+178 m




5,21

5,1

1

13

2

3

2

1

'

3

2

3

2

24.03294,149

)124,035(.81,9..33,1340

.....33,1

2

3

2

3

H H

H H

H eff BgQ

1

1

1

24035

100102235

2

H , B

H ) , ,.( B

H )K (n.K B B

eff '

eff '

a peff '

4.1.2. Profil Bendung

A. Menghitung B Efektif / Lebar Mercu Efektif

Lebar efektif bendung diperkirakan dengan memperhatikan

kontraksi aliran pada pilar dan pangkal bendung. Gambar 3.1

direncanakan dalam KP-02, menyajikan mengenai perencanaan

lebar efektif bendung dan perencanaan seperti apa saja yang

seharusnya diberikan. Perhitungan lebar efektif bendung dapat

dihitung dengan Persamaan 3.1.

Lebar Mercu Sebenarnya

B = lebarsungai – lebar pilar

= 34 – 2

= 32 meter

Persamaan 3.1 untuk memperkirakan B’eff

Kemudian akan didapatkan sebuah persamaan yang digunakan

untuk memperkirakan B’eff . Persamaan 3.1 tersebut dimasukkan

kedalam Persamaan 3.3 yang digunakan untuk menentukan debit air

yang melimpah diatas bendung.

B. Menghitung Tinggi Energi dari Puncak Mercu (H1)

(H1) merupakan tinggi permukaan air dihitung dari puncak

mercu. (H1) dapat dicari dengan menggunakanPersamaan 3.3 yang

juga merupakan Rumus debit yang melimpah diatas mercu.

Menentukan H1 dengan mensubtitusikan Persamaan 3.1

kedalam Persamaan 3.3, sehingga didapatkan Persamaan sebagai

berikut.



Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011 Kemudian dengan cara coba – coba untuk mendapatkan H1,

nilai H1 sembarang dimasukkan kedalam Persamaan 3.3 sampai

mendapatkan hasil yang sesuai dengan Persamaan 3.3 yaitu 149,94.

Hasil perhitungan H1 ditampilkan dalam Tabel 4.1 yang

memaparkan perhitungan coba – coba H 1. Dan dalam tabel tersebut

disebutkan bahwa nilai H1 direncanakan sebesar 2,804 m dari

puncak mercu.

Lebar Efektif Bendung

Dari persamaan sebelumnya yaitu Persamaan 3.1, kemudian

dimasukkan kedalam Persamaan 3.1 nilai H1 yang telah

didapatkan dari perhitungan sebelumnya. Dan B’eff dapat

diperkirakan.

B’eff = 35 – 0,24.H1

= 32 – 0,24. 2.804

= 31,327 m

Tabel 4.1 Perhitungan H 1

H1 32H1

1,5

-0,240,25

2.8 149.62

2.81 150.42

2.805 150.02

2.802 149.78

2.803 149.86

2.804 149.94




147,2

2,2

2.8040416,020,2

0416,020,2

99,0

99,0

1

d

d

d

C

C

p

H C

aa

H

ha

H

h

aC

1

216,1147,2

1

216,1

1

1

C. Menghitung Koefisien Limpahan Mercu

Koefisien limpahan mercu direncanakan dengan menggunakan cara

coba – coba dengan menyamakan hasil koefisien limpahan desain (Cd) pada

Persamaan 3.4 dengan koefisien limpahan actual (C) yang didapat dari

Persamaan 3.5. Berikut perhitungan koefisien limpahan mercu.

Menghitung Tinggi Bendung

P = Elevasi puncak mercu – Elevasi dasar sungai

= 180,2 – 178

= 2,2 m

Menghitung Koefisien Limpahan Desain dengan Persamaan 3.4.

Didapatkan nilai Cd sebesar 2,147.

Menghitung nilai a dengan menggunakan Persamaan 3.5 yang

merupakan rumus untuk menghitung koefisien limpahan actual.

Dengan asumsi koefisien limpahan actual dianggap sama dengan

koefisien limpahan desain yang telah direncanakan (C = C d) dan

tinggi permukaan air dianggap sama dengan tinggi energy dari

puncak mercu (h = H1). Dan akan didapatkan Persamaan 3.5 sebagai

berikut.



Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011 Dengan menggunakan cara coba – coba memasukkan nilai a

kedalam Persamaan 3.5, yang kemudian akan mendapatkan nilai

a yang dicari. Hasil perhitungan a disajikan dalam Tabel 4.2.

Nilai a tersebut diperoleh dengan cara coba-coba saat h = H1 dan

C = Cd.

Tabel 4.2 Perhitungan Nilai a

a 1.6(1+2a)/(1+a)

0.5 2.133

0.51 2.140

0.511 2.141

0.512 2.142

0.513 2.142

0.514 2.143

0.515 2.144

0.516 2.145

0.517 2.145

0.519 2.147



Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011 D. Rating Curve Diatas Mercu

Rating curve merupakan perhitungan debit yang melimpah diatas

mercu bendung. Perhitungan rating curve dapat menggunakan Persamaan

3.6. Didalam menghitung ating curve ada beberapa hal yang harus

diketahui, yaitu nilai tinggi tekanan (H1), lebar efektif bendung dan nilai

koefisien limpahan actual yang sudah direncanakan dengan Persamaan 3.5.

Dengan data yang sudah didapatkan dari perhitungan sebelumnya,

kemudian didapatkan nilai debit yang melimpah diatas mercu untuk setiap

tinggi tekannya. Hasil perhitungan disajikan dalam Tabel 4.3 dan

perbandingan antara elevasi debit yang melimpah dan nilai debit yang

didapatkan untuk setiap tinggi tekannya disajikan dalam Gambar 4.3.

Tabel 4.3 Perhitungan Debit dan E l. Debit di atas Mercu




Gambar 4.3 Perbandingan antara El. Debit dan Debit pada Bendung

4.1.3. Profil Mercu

Profil mercu yang digunakan adalah tipe ogee. Direncanakan mercu

tipe ogee dengan kemiringan permukaan hulu vertical k = 2, dan n = 1,85.

Sketsa penampang mercu tipe ogee dengan k = 2 dan n = 1,85, disajikan

dalam Gambar 3.2. Pada Gambar 3.2 disebutkan bahwa mercu tersebut

memiliki dua buah jari – jari yaitu R 1 dan R 2 beserta jarak antara puncak

mercu dengan jari – jari tersebut (X1 dan X2).

Berikut perhitunga jari – jari pada mercu tipe ogee dan perhitungan

jaraknya.

180

180.5

181

181.5

182

182.5

0 100 200 300

e l e v a s i ( m )

Debit (m^3/s)

R 1 = 0,5.H1

= 0,5. 2,804

= 1,402m

R 2 = 0,2. H1

= 0,2. 2,804

= 0,5608 m

X1 = 0,175. H1

= 0,175. 2,804

= 0,4907 m

X2 = 0,282. H1

= 0,282. 2,804

= 0,7907 m



Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011 A. Lengkung Hulu 1

Mercu tipe ogee memiliki dua jari – jari lingkaran sehingga

dihitung untuk tiap lingkarannya. Menghitung lingkaran yang

pertama atau disebut juga dengan lengkung hulu satu. Menentukan

kordinat pusat dari lengkung hulu satu yang juga merupakan pusat

lingkaran dari lingkaran pertama.

x1 = 0

y 1 = El. Puncak - R 1 = +180,2- 1,402 = +178,789

Jadi dari perhitungan didapatkan pusat lingkaran (0 ; +178,789)

dengan jari-jari sebesar 1,402 meter. Kemudian kordinat pusat

tersebut disubtitusikan kedalam Persamaan 3.7. Dengan Persamaan

3.7 Sebagai berikut untuk mendapatkan nilai Y atau elevasi lengkung

hulu satu. Hasil perhitungan untuk lengkung hulu satu disajikan

dalam Tabel 4.4 dan disajikan juga pada Gambar 4.4.

B. Lengkung Hulu 2

Menghitung lingkaran yang kedua atau disebut juga dengan

lengkung hulu dua. Menentukan kordinat pusat dari lengkung hulu

dua yang juga merupakan pusat lingkaran dari lingkaran kedua.

= acos(X1 /R 1) = 1,213 radian

X1 = -(R 1-R 2).cos(sudut) = -0,294

Y 1 = El. Puncak - R 1 + (R 1-R 2) x sin() = +179,568

Jadi dari perhitungan didapatkan pusat lingkaran (-0,294; +179,568)

dengan jari-jari sebesar 0,5608 meter. Kemudian kordinat pusat

tersebut disubtitusikan kedalam Persamaan 3.8. Dengan Persamaan

3.8 Sebagai berikut untuk mendapatkan nilai Y atau elevasi lengkung

hulu satu. Hasil perhitungan untuk lengkung hulu satu disajikan

dalam Tabel 4.4 dan disajikan juga pada Gambar 4.4.



Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011 C. Lengkung Hilir

Menghitung lengkung hilir pada mercu. Lengkung hilir

merupakan bentuk lengkungan yang nantinya akan dilewati oleh

debit yang melimpah diatas mercu. Dalam menghitung elevasi

lengkungan di hilir dimulai dari titik x = 0 atau pada posisi puncak

mercu. dan kemudian secara bertahap menambahkan jarak untuk

mendapatkan nilai Y dengan menggunakan Persamaan 3.9. Hasil

perhitungan untuk lengkung hulu satu disajikan dalam Tabel 4.4

dan disajikan juga pada Gambar 4.4.



Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011 Tabel 4.4 Perhitungan E levasi Profil Bendung

(a) Lengkung Hulu 1; (b) Lengkung H ulu 2 ; (c) Lengkung Hilir

(a) (b) (c)




Gambar 4.4 Sketsa Penampang Mercu Bendung Tipe Ogee




2.4,34

370

2.

1631,281,9.2

1.2 1

hzVz

hz B

QVz

hz zVz

hz H zgVz

eff

4.2. Profil Aliran

A. Kecepatan Aliran

Kecepatan aliran digunakan untuk merencanakan nilai hz. hzdiperoleh dengan cara coba-coba dengan menyamakan kedua persamaan

dibawah ini, yaitu Persamaan 3.10 dan Persamaan 3.11. Persamaan 3.10

dan Persamaan 3.11 merupakan rumus yang digunakan untuk menghitung

kecepatan aliran. Dengan data masukan sebagai berikut:

H1 = 2.804 m

Ep = +180,2 m

Q = 340 m3/dt g = 9.81 KN/m2

Leff = 31,327 m

Data tersebut kemudian dimasukkan kedalam Persamaan 3.10 dan

Persamaan 3.11, seperti yang dibawah ini. Persamaan tersebut digunakan

untuk mencari hz.

hz dicari untuk setiap elevasi mercu yang sudah direncanakan (Y)

pada Tabel 4.4, sampai mendapatkan nilai pada Persamaan 3.10 dan

Persamaan 3.11 yang mendekati sama. Hasil perhitungan Hz disajikan pada

Tabel 4.5. Didalam Tabel 4.5 juga disajikan hasil perhitungan tinggi z, yang

merupakan selisih antara elevasi puncak mercu dengan elevasi mercu yang

telah direncanakan.




sSuperKritiF

F

hg

V F

z

z

z

z

z

71,1

13,1.81,9

77,6

.

B. Froud Number

Menghitung froud number, froud number atau bilangan froud dicari

untuk mengetahui kriteria aliran seperti apa yang melimpah diatas mercu.

Terdapat tiga kriteria atau kondisi aliran pada umumnya yaitu, sub-kritis,

kritis dan super kritis. Bilangan froud dapat dicari menggunakan Persamaan

3.12, dengan data masukan berupa kecepatan aliran (Vz), tinggi elevasi

muka air dari mercu (hz), dan percepatan gravitasi (g).

Berikut merupakan perhitungan bilangan froud pada elevasi mercu

= +179,07 m, memiliki kecepatan aliran (Vz) = 6,77 m3 /s dan tinggi elevasi

muka air dari mercu = 1,13. Dan untuk keseluruhan hasil perhitungan

bilangan froud dapat dilihat pada Tabel 4.5. Didalam Tabel 4.5 juga

disajikan hasil perhitungan elevasi garis energi dan elevasi muka air yang

nantinya hasil perhitungan tersebut di plot dalam Gambar 4.5.



Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011 Tabel 4.5 Perhitungan z, hz dan Jenis Aliran




Gambar 4.5 Perhitungan Elevasi Garis Energi Dan Elevasi Muka Air




9,53

)23,3804,2.5,0(81,9.2

).5,0(.2

1

1

11

V

V

z H gV

4.3. Kolam Olakan

Perencanaan kolam olakan diambil dari KP-02 dengan

merencanakan jenis aliran tenggelam (y 2

> 2/3 H1

). Pada Gambar 3.3 disajikan sketsa perencanaan penampang kolam olakan pada umumnya.

4.3.1 Kecepatan Awal Loncatan

Kecepatan awal loncatan direncanakan dengan menggunakan

Persamaan 3.13, dimana data masukannya berupa percepatan gravitasi (g),

tinggi energi (H1), dan selisih anatar elevasi puncak mercu dengan elevasi

mercu yag sudah direncanakan (z). Berikut Hasil perhitungan menggunakan

Persamaan 3.13 yang juga merupakan rumus kecepatan awal loncatan.

4.3.2 Kedalaman konjugasi

Kedalaman konjugasi direncanakan dengan menggunakan

Persamaan 3.14, dimana data masukannya berupa bilangan froud (Fz), dan

kedalaman air di awal loncatan (yu). Dan sebelum kita dapat menentukan

nilai kedalaman konjugasi (y 2) terlebih dahulu harus menentukan

kedalaman air di awal loncatan (y u) dengan menggunakan Persamaan 3.15,

dengan data masukan seperti percepatan gravitasi (g), Kecepatan awal

loncatan (V 1) dan bilangan froud (Fz). Berikut Hasil perhitungan

menggunakan Persamaan 3.15 yang juga merupakan rumus untuk

menentukan y u dan juga Persamaan 3.14 yang digunakan untuk menentukan

y 2.

037,1

81,9

1

2,99

53,9

1

2

2

1

u

u

u

y

y

gFr

V y




069,2

)199,21(2

1,037

)1.81(2

2

2

2

y

y

Fr y

y u

Kontrol:

Y 2 > 2/3.H1

2,069 > 2/3.2,804

2,069 > 1,869…………ok

C. Panjang Kolam Olakan

Panjang kolam olakan dihitung dengan menggunakan Persamaan

3.16, dengan data masukan seperti kedalaman konjugasi (y 2) dan tinggi

ambang rencana (n). Berikut hasil perhitungan dengan menggunakan

Persamaan 4.16.

L j = 5.(n + y 2)

= 5.(0,5 + 2,069)

=12,85 m

Jadi panjang kolam olakan yang digunakan adalah sepanjang 15,164 m.

4.4. Gambar Desain Profil Bendung

Gambar desain profil bendung ini direncanakan berdasarkan perencanaan

beberapa hal yang sudah dilakukan. Perencanaan tersebut meliputi perencanaanelevasi puncak bendung, elevasi muka air, panjang kolam olakan, dan beberapa

perencanaan penting lainnya.







Gambar 4.6 Gambar desain Profil Bendung



Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011 4.5. Perencanaan Bangunan Pengambilan Dan Bangunan Pembilas

Bangunan pengambilan dan pembilas merupakan bangunan utama dalam

perencanaan bendung. Kedua bangunan tersebut dilengkapi pintu yang bagian depannya terbuka, dan besaran bukaan pintu tersebut bergantung pada kecepatan aliran yang

dizinkan (KP-02, hal. 84).

4.5.1. Bangunan Pengambilan

Perencanaan pintu pengambilan dalam KP-02 harus didasarkan pada

kebutuhan pengambilan untuk keseluruhan area irigasi. Kapasitas pengambilan

harus sekurang – kurangnya 120% dari kebutuhan pengambilan guna menambah

fleksibilitas dan memenuhi kebutuhan lebih tinggi (KP-02, hal. 84). Dari

perencanaan sebelumnya telah direncanakan beberapa data.

Luas daerah irigasi (A) : 2130 ha

Kebutuhan air disawah (q) : 1,41 lt/dtk/ha

Elevasi dasar sungai dekat pintu pengambilan : +178 m

Elevasi dasar pintu pengambilan : +179 m

Efisiensi irigasi : 78 %

h1 (Tinggi muka air didepan pintu dari dasar pintu) : 1,35 m

z (Kehilangan tinggi energi di muka pintu) : 0,3 (KP-02, hal. 85)

h2 (Tinggi muka air dibelakang pintu = h1-z) : 1,05 m

a (Tinggi bukaan maksimum pintu) : 1 m

b : h saluran primer : 3 : 2

Kemiringan talud saluran primer : 1 : 1

Sketsa Perencanaan pintu pengambilan ini dapat dilihat pada Gambar 3.4. Pada

gambar tersebut dijelaskan bahwa ada dua tipe perencanaan pintu pengambilan,

bergantung dari jenis alirannya, yaitu aliran tidak tenggelam dan aliran tenggelam.

Dan pada perencanaan ini direncanakan menggunakan tipe aliran tenggelam.

A. Debit Rencana Pengambilan

Debit yang dibutuhkan untuk pengambilan direncanakan dengan

mengalikan luas daerah irigasi dengan kebutuhan air perluasan daerah. Persamaan

3.17 dapat menjelaskan perhitungan tersebut.




Eff

AqQ p

mmb

b

x xb

zgbaQ

5,243,2

585,13,85

2,081,92.1.8,03,85

..2..

Q = A q

= 2130 x 1.41

= 3003,3 lt/dt = 3,003 m3 /dt

Qp = Aq / Eff

= 3,003 / 0,78

= 3,85 m3 /dt

Jadi debit yang dibutuhkan untuk pengambilan direncanakan 3,85 m3 /dt, debit

tersebut diharapkan mampu memenuhi kebutuhan pengambilan yang lebih tinggi.

B. Dimensi Pintu Pengambilan

Perencanaan dimensi pintu dan pilar meliputi lebar dan jumlah yang

nantinya akan digunakan dalam bangunan pengambilan. Dalam perencanaan

sebelumnya direncanakan aliran tenggelam pada bangunan pengambilan, hal

tersebut dikarenakan untuk mengantisipasi tinggi muka air yang berubah – ubah

(KP-02, hal 71).

Dan untuk merencanakan lebar pintu atau bukaan pada bangunan

pengambilan digunakan rumus debit untuk aliran tenggelam pada Persamaan 3.18.

Dan hasil perhitungannya sebagai berikut:

Jadi dapat direncanakan bangunan pengambilan memiliki 1 buah pilar

dengan lebar 1 meter dan 2 buah pintu dengan lebar 1,25 meter untuk 1 buahnya.

Jadi lebar total bangunan pengambilan adalah 3,5 meter. Sketsa penampang

melintang dari bangunan pengambilan disajikan pada Gambar 4.7 dan sketsa

tampak atas dari bangunan pengambilan disajikan pada Gambar 4.8.




1,25 m 1,0 m 1,25m 1 m1 m

Gambar 4.7 Sketsa Penampang M elintang Dari Bangunan Pengambilan

Gambar 4.8 Sketsa Tampak Atas Dari Bangunan Pengambilan




AV Q

2925,1

2

3,85m

V

Q A

p

C. Perhitungan Dimensi Saluran Primer

Merencanakan dimensi saluran primer didasarkan pada luasan daerah

irigasi dan debit pengambilan yang telah direncanakan. Direncanakan

menggunakan saluran berbentuk trapesium. Perhitungan dapat dilakukan dengan

Persamaan 4.19.

Dimana: A = Luas saluran ( m2)

V = Kecepatan air pada saluran primer (1 - 2 m/dt )

direncanakan 2 m/dt (KP-02, hal.84)

Jadi luas saluran primer yang dibutuhkan adalah 1,925 m2, dan dengan

dimensi saluran sebagai berikut.

b : h = 3 : 2 = 1,5 ; b = 1,5 h

A = ( b + mh ) h

1,925 = ( 1,5 h + 1 h ) h

1,925 = 2,5 h2

h = 0,88 m

b = 1,5 x 0,88

= 1,32 m

Sehingga didapatkan nilai h = 0,88 m dan nilai b = 1,32 m, jadi dimensi saluran

primer memiliki lebar saluran 1,32 m dan tinggi saluran 0,88 m. Sketsa dimensi

saluran primer dapat dilihat pada Gambar 4.9.

Gambar 4.9 Sketsa Dimensi Saluran Primer

1,32

0,88




dt mV

V ghV

c

c

c

/ 876,5

)2,2)(8,0)(81,9(22

4.5.2. Bangunan Pembilas

Perencanaan bangunan pembilas juga harus didasarkan KP-02. Seperti

yang sudah kita ketahui, fungsi dari bangunan pembilas adalah membilas sedimen

– sedimen yang menumpuk dengan cara membuka pintu pembilas secara berkala.

Perhitungan perencanaan bangunan pembilas sebagai berikut, terdiri dari

perencanaan kecepatan aliran pada bangunan pembilas dengan Persamaan

3.20(a) dan Persamaan 3.20(b). lebar bangunan pembilas dengan Persamaan 4.21.

A. Kecepatan Aliran pada Pintu Pembilas

kemudian kecepatan aliran tersebut dikontrol terhadap kecepatan izin

yang harus dialirkan. Direncanakan U*.

Kecepatan geser Kritis

√

U*= √ ()()() U*= 0,2077 m/s

Vc>U*

5,876 > 0,2077.....ok!

Jadi kecepatan aliran pada pintu pembilas direncanakan 5,876 m/dt. Dan

perhitungan lebar pintu pembilas direncanakan.

B. Lebar Pintu Pembilas ( Bp ) (KP 02 hal.88)

Bp = 60% x Lebar Total Bangunan Pengambilan

= 60% x 3,5

= 2,1 m

Kontrol Lebar Pintu Pembilas

= 1/10 B bendung ≤ B ≤ 1/6 B bendung (KP 02 hal. 88)

= 1/10 . 32 ≤ 4,1 ≤1/6 . 32

= 3,2 ≤ 4,1 ≤ 5,33 ....[ OK ]




33,9m 1,0m1,0m 1,05m 1,05m

1,05 m

1 m

1,05 m

1 m

Dan dari hasil perhitungan direncanakan bangunan pembilas (Bp)

memiliki 2 buah pintu dengan lebar 1,05 meter untuk 1 buah pintu dan memiliki

2 buah pilar dengan lebar 1 meter untuk 1 buah pilar. Jadi lebar bangunan

pembilas direncanakan 4,1 meter. Perencanaan tersebut sudah dikontrol dengan

beberapa kriteria yang seharusnya dan hasilnya perencanaan tersebut memenuhi

kriteria yang direncanakan. Sketsa penampang melintang dari bangunan pembilas

disajikan pada Gambar 4.10 dan sketsa tampak atas dari bangunan pembilas

disajikan pada Gambar 4.11.

Gambar 4.10 Sketsa Tampak Atas Dari Bangunan Pembilas

Gambar 4.11 Sketsa Tampak A tas Dari Bangunan Pembilas



Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011 4.6 Perencanaan Tubuh Bendungan

Tubuh bendungan direncanakan dengan memperhatikan daerah rembesan, titik

guling struktur bendung dan juga titik geser struktur bendung yang akan terjadi. Gambar4.16 menyajikan sketsa perencanaan tubuh bendungan yang akan di rencanakan dan

kemudian akan dianalisa terhadap pengaruh rembesan, guling dan geser.




2.2000

2.0690

2.0000

2 .0 00 0 2 .0 00 0

1.5000

1.0000

13.5407

1.0000

1.0000

2.5000

x1

x2

x3

x4

x5

y13.0300

y2 y3

y5

y6

y4

A

B C

D E

F G

HI

JK

L

1.0000

0

2.0000

3.1610

Gambar 4.12 Sketsa Penampang M elintang Perencanaan Tubuh Bendung



Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011 4.7. Analisis Stabilitas

Analisis stabilitas pada bendungan merupakan perhitungan gaya – gaya yang

bekerja pada bendungan tersebut. Gaya –

gaya yang bekerja pada bendungan diantaranya tekanan air aktif maupun pasif, gaya gempa, berat bangunan, dan beberapa gaya yang

berpengaruh lainnya.

Analisa stabilitas dilakukan pada dua kondisi yaitu kondisi normal (tidak ada

aliran diatas mercu) dan kondisi extreme (kondisi pada saat banjir rencana maksimum

dan kondisi saat gempa).

4.7.1. Stabilitas Terhadap Rembesan

Analisa stabilitas terhadap rembesan direncanakan menggunakan metodeLane seperti yang diperlihatkan Persamaan 3.22 merupakan perbandingan antara

panjang jalur rembesan dibawah bangunan dengan beda tinggi muka air. Dengan

data panjang jalur rembesan yang direncanakan pada Gambar 4.12, perhitungan

stabilitas terhadap rembesan dapat dilakukan. Metode Lane memiliki nilai

minimum untuk angka rembesan yang kita rencanakan nanti, seperti yang

disajikan pada Tabel 3.1.

Dengan mengasumsikan menggunakan material dasar untuk bendungan berupa

pasir kasar dengan angka rembesan 5, sehingga kontrol stabilitas rembesan adalah

sebagai berikut.

Jadi dengan material dasar berupa kerikil halus bangunan sudah cukup aman

terhadap bahaya rembesan.

H

Lh LvCw

3

1

kontrolCw

Cw

H

x x x y y y

Cw

H

Lh Lv

Cw

..................548,5

261,3

)0407,19(3

1)53,11(

).. .(3

1).. .(

3

1

521621






Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011 Tabel 4.6 Harga Minimum Angka Rembesan Lane

4.7.2. Tekanan Air Banjir

Tekanan air banjir direncanakan guna mendapatkan gaya – gaya yang

bekerja akibat tekanan air dibawah tubuh bendungan. Tekanan air banjir

direncanakan dengan menggunakan Persamaan 3.23(a) untuk merencanakan

beda tinggi antara masing – masing gaya dan Persamaan 3.23(b) untuk

merencanakan besarnya gaya – gaya yang bekerja. Tabel 4.7 menyajikan hasil

perhitungan dari tekanan air banjir disekitar tubuh bendung. Dan Gambar 4.12

menyajikan sketsa tubuh bendungan yang direncanakan.

Tabel 4.6 Perhitungan Tekanan Air Banjir

TITIK Lv(m) Lh(m) 1/3Lh(m) Lw(m) ΔH(m) H(m) P(kN/m)

A 4.2000 4.3000

B 3.0300 0.0000 3.0300 0.5527 7.2300 6.6773

C 2.0000 0.6667 3.6967 0.6743 7.2300 6.5557

D 2.0000 0.0000 3.6967 0.6743 5.2300 4.5557

E 1.0000 0.3333 4.0300 0.7351 5.2300 4.4949

F 2.0000 0.0000 4.0300 0.7351 7.2300 6.4949G 1.5000 0.5000 4.5300 0.8263 7.2300 6.4037

H 1.0000 0.0000 4.5300 0.8263 6.2300 5.4037

I 13.5407 4.5136 9.0436 1.6497 6.2300 4.5803

J 1.0000 0.0000 9.0436 1.6497 7.2300 5.5803

K 1.0000 0.3333 9.3769 1.7105 7.2300 5.5195

L 2.5000 0.0000 9.3769 1.7105 4.7300 3.0195

4.7.3. Tekanan Tanah Aktif




J

Fa1

Fa2

Tekanan tanah aktif merupakan gaya yang dihasilkan oleh tanah disekitar

tubuh bendungan. Tekanan tanah aktif dapat dihitung dengan menggunakan

Persamaan 4.24

Jadi dengan data masukan yang telah direncanakan diperoleh tekanan

tanah aktif sebagai berikut. Sketsa gambar tekanan tanah aktif yang terjadi

disajikan pada Gambar 4.13.

Gambar 4.13 Sketsa Letak dan Bentuk Tekanan Tanah Aktif

4.7.4. Stabilitas Terhadap Geser

Analisa stabilitas terhadap geser merupakan perhitungan untuk

mengontrol apakah tubuh bendungan yang direncanakan aman terhadap gaya

geser atau horizontal akibat tekanan tanah di sekitar tubuh bendungan. Umumnya

untuk mengontrol tubuh bendungan terhadap gaya geser digunakan Persamaan

3.25, dimana persamaan tersebut merupakan perbandingan antara gaya – gaya

yang bekerja yang kemudian diberikan faktor gesekan sesuai dengan material

kN Fa

Fa

41,10

)30sin1

30sin1(.10.2,5

2

1

2

2

2

kN Fa

Fa

3015,15

)30sin1

30sin1(.10.3,03

2

1

1

2

1



Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011 dasar bendungan yang digunakan, Tabel 3.2 menyajikan harga – harga perkiraan

untuk koefisien gesekan.

Sebelum melakukan perhitungan, terlebih dulu kita harus mengetahui

gaya – gaya yang bekerja pada tubuh bendungan maupun di sekitar tubuh

bendungan. Tabel 4.7 menyajikan perhitungan gaya – gaya yang bekerja pada

bendungan dan Gambar 4.14 menyajikan sketsa gaya yang terjadi pada tubuh

bendungan.




W1

W2

W3

W4

W5

Fa1

H2

H1

Fa2

V5V4

V3

V2

V1

H3

H4

H5 H6



Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011 Gambar 4.14 Sketsa Gaya Akibat Berat Sendiri Tubuh Bendung



Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011 Tabel 4.7 Gaya – gaya yang Bekerja

B L W(kN/m) V(kN/m) H(kN/m)

W1 5.23 2 251.0400

W2 3.23 3.2 124.0320 W3 2 1.5 72.0000

W4 1 13.5407 324.9768

W5 2.5 1 60.0000

V1 6.6773 2 13.3546

V2 4.5557 1 4.5557

V3 6.4949 1.5 9.7423

V4 5.4037 13.5407 73.1694

V5 5.5803 1 5.5803

H1 4.2 2 82.4040

H2 4.2 4.2 173.0484

H3 2 6.5557 -13.1114H4 2 6.4949 12.9897

H5 1 6.4037 -6.4037

H6 1 5.5803 5.5803

Fa1 3.03 15.3015 23.1818

Fa2 2.5 10.42 -13.0250

JUMLAH TOTAL 832.0488 106.4023 264.6642

Jadi perhitungan stabilitas terhadap geser adalah sebagai berikut, dengan

data masukan, jika dierencanakan meggunakan pasangan beton sebagai material

dasar dengan berat volume = 24 kN/m3

(KP 02 hal. 117). Dengan faktor

keamanan untuk kondisi normal sebesar 1,5 dan pada kondisi banjir sebesar 1,25.

Perencanaan tubuh bendungan terhadap stabilitas geser sudah memenuhi angka

keamanan yang telah ditentukan sehingga perencaan tubuh bendung tersebut

dapat digunakan.

AmanS

S

H

V W f S

.........................25,137.1

6642.264

)106.4023832,0488.(5,0

)(.



Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011 4.7.5. Stabilitas Terhadap Guling

Analisa stabilitas terhadap guling merupakan perhitungan untuk

mengontrol apakah tubuh bendungan yang direncanakan aman terhadap gaya dorong atau momen akibat tekanan tanah ataupun air dengan pusat guling pada

titik J. Umumnya untuk mengontrol tubuh bendungan terhadap gaya guling

digunakan Persamaan 3.26, dimana persamaan tersebut merupakan perbandingan

antara gaya - gaya penahan guling dengan gaya penyebab guling. Analisis stabilitas

terhadap guling memiliki faktor keamanan pada kondisi normal sebesar 1,25 dan

pada kondisi banjir sebesar 1,5.

Tabel 4.8 disajikan perhitungan gaya – gaya penahan guling dan gaya – gaya penyebab

guling dan Gambar 4.15 menyajikan sketsa gaya yang terjadi pada tubuh bendungan.

W1

W2

W3 W4

Fa1

H2

H1

Fa2

V4V3

V2

V1

H3

H4

H5

0

Gambar 4.15 Sketsa Gaya Akibat Beban Sendiri Tubuh Bendung dan Gaya Akibat

Tekanan Air yang Bekerja Terhadap G uling



Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011 Tabel 4.8 Gaya – gaya yang Bekerja Terhadap Guling

B L Gaya Lengan M. Pengguling M. Penahan

W1 5.23 2 251.0400 4.19 1051.8576

W2 3.23 3.2 124.0320 2.12 262.9478

W3 2 1.5 72.0000 1.44 103.6800

W4 1 0.6907 16.5768 0.35 5.8019

V1 6.6773 2 13.3546 4.19 55.9556

V2 4.5557 1 4.5557 2.69 12.2548

V3 6.4949 1.5 9.7423 1.44 14.0289

V4 5.4037 0.6907 3.7323 0.35 1.3063

H1 4.2 2 82.4040 1.615 133.0825

H2 4.2 4.2 8.8200 0.74 6.5268

H3 2 6.5557 13.1114 0 0.0000

H4 2 6.4949 12.9897 0 0.0000

H5 1 6.4037 6.4037 0.5 3.2018

Fa1 3.03 15.3015 23.1818 0.01 0.2318

Fa2 2.5 10.4200 13.0250 0.167 2.1752

Jumlah 228.7637 1424.2873

Jadi perhitungan stabilitas terhadap geser adalah sebagai berikut, dengan

data masukan, jika dierencanakan menggunakan pasangan beton sebagai material

dasar dengan berat volume = 24 kN/m3

(KP 02 hal. 117). Dengan faktor

keamanan untuk kondisi normal sebesar 1,5 dan pada kondisi banjir sebesar 1,25.

Perencanaan tubuh bendungan terhadap stabilitas guling sudah memenuhi angka

keamanan yang ditentukan. Sehingga perencanaan tubuh bendung tersebut dapat

digunakan

!!...............25.122,6

)7637.228(

2873.1424

AMAN

S

Sgulingmomen

guling penahanmomen

Documents

SBI bab IV