Upload
izza-imoet
View
394
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
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
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 2/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 3/40
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
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 4/40
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
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 5/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011
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.
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 6/40
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
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 7/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011
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.
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 8/40
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
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 9/40
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
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 10/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011
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
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 11/40
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.
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 12/40
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.
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 13/40
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)
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 14/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011
Gambar 4.4 Sketsa Penampang Mercu Bendung Tipe Ogee
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 15/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011
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.
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 16/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011
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.
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 17/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011 Tabel 4.5 Perhitungan z, hz dan Jenis Aliran
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 18/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011
Gambar 4.5 Perhitungan Elevasi Garis Energi Dan Elevasi Muka Air
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 19/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011
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
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 20/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011
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.
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 21/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 22/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011
Gambar 4.6 Gambar desain Profil Bendung
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 23/40
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.
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 24/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011
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.
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 25/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011
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
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 26/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011
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
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 27/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011
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 ]
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 28/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011
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
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 29/40
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.
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 30/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011
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
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 31/40
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
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 32/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 33/40
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
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 34/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011
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
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 35/40
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.
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 36/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011
W1
W2
W3
W4
W5
Fa1
H2
H1
Fa2
V5V4
V3
V2
V1
H3
H4
H5 H6
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 37/40
Sistem. BANGUNAN IRIGASI 2011 Gambar 4.14 Sketsa Gaya Akibat Berat Sendiri Tubuh Bendung
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 38/40
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
)(.
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 39/40
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
5/10/2018 SBI bab IV - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sbi-bab-iv 40/40
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