Lampiran 2.1PERENCANAAN BANGUNAN UTAMA
1. INTAKE dan BANGUNAN PEMBILAS INTAKE
1.1 Hitungan Dimensi Intake
Intake Kanan
Kebutuhan pengambilan rencana untuk bangunan pengambilan (Qi) adalah 2,38 m3/dt.
Dengan adanya kantong lumpur debit rencana pengambilan ditambah 20%, sehingga debit rencana
pengambilan menjadi:
Qrencana = 1,2 x 2,38 = 2,86 m3/dt.
Kecepatan pengambilan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
V =m √2. g . z
1 =0,8 √2.9 , 81 . z Z =0,08 m
Dengan kecepatan pengambilan rencana 1 m/dt, kehilangan tinggi energi yang diperlukan menjadi
0,08 m.
Berikut (Gambar xx) diperlihatkan dua tipe pintu pengambilan.
Gambar xx Potongan Memanjang Pintu Pengambilan
Elevasi dasar bangunan pengambilan sebaiknya 0,2 m diatas muka kantong dalam keadaan penuh,
guna mencegah pengendapan partikel sedimen di dasar pengambilan itu sendiri.
Dengan menggunakan ukuran pintu yang ada dipasaran (Lihat Tabel xx), maka dimensi pintu dan
bukaannya dapat diketahui sebagai berikut:
Tabel xx Dimensi Pintu Air
Jenis PintuUkuran daun pintu Tinggi
gawangBahan
Tinggi Lebar Tebal
PINTU TARIK : 200 mm 200 mm 6 mm 1.100 mm Besi300 mm 300 mm 6 mm 1.100 mm Besi400 mm 300 mm 6 mm 1.100 mm Besi
PINTU ULIR : 400 mm 400 mm 6 mm 1.600 mm Besi500 mm 500 mm 6 mm 1.600 mm Besi600 mm 600 mm 8 mm 1.600 mm Besi700 mm 700 mm 8 mm 1.600 mm Besi800 mm 800 mm 8 mm 1.600 mm Besi
PINTU ULIR : 800 mm 1.000 mm 60 mm 2.500 mm Kayu jati(1 Stangdrat) 900 mm 100 mm 60 mm 2.500 mm Kayu jati
1.100 mm 1.200 mm 60 mm 2.750 mm Kayu jati1.000 mm 1.500 mm 60 mm 2.750 mm Kayu jati
PINTU ULIR : 1.100 mm 1.750 mm 80 mm 3.000 mm Kayu jati(2 Stangdrat) 1.200 mm 1.800 mm 80 mm 3.000 mm Kayu jati
1.400 mm 2.000 mm 80 mm 4.000 mm Kayu jati1.500 mm 2.500 mm 80 mm 4.000 mm Kayu jati
Sumber : SHBJ 2007 DI Yogyakarta
Misalkan, menggunakan pintu dengan;
Jenis pintu = Pintu Ulir 2 Stangdrat
Bahan = Kayu Jati
Lebar pintu (B) = 2,5 m
Tinggi Pintu (h) = 1,5 m
Maka dapat diketahui,
Lebar efektif (b) = Lebar pintu – 2 x Takikan
= 2,5 – 2 x 0,10
= 2,3 m
Dengan menggunakan persamaan Q = μ b a (2gZ)0.5, maka
Tinggi bukakan (a) = Q/ μ b (2gZ)0.5
= 2,86/(0,80.2,3.(2.9,81.0,08) 0.5)
=1,24 m < h ok!
Sehingga digunakan 1 pintu dengan lebar 2,5 m, dan tinggi 1,5 m.
Karena sungai (diasumsikan) mengangkut material pasir dan krikil maka tinggi ambang
pengambilan (pintake) dipakai 1 m.
Intake Kiri
Kebutuhan pengambilan rencana untuk bangunan pengambilan (Qi) adalah 1,59 m3/dt.
Dengan adanya kantong lumpur debit rencana pengambilan ditambah 20%, sehingga debit rencana
pengambilan menjadi:
Qrencana = 1,2 x 1,59 = 1,91 m3/dt.
Kecepatan pengambilan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
V =m √2. g . z
1 =0,8 √2.9 , 81 . z Z =0,08 m
Dengan kecepatan pengambilan rencana 1 m/dt, kehilangan tinggi energi yang diperlukan menjadi
0,08 m.
Berikut (Gambar xx) diperlihatkan dua tipe pintu pengambilan.
Gambar xx Potongan Memanjang Pintu Pengambilan
Elevasi dasar bangunan pengambilan sebaiknya 0,2 m diatas muka kantong dalam keadaan penuh,
guna mencegah pengendapan partikel sedimen di dasar pengambilan itu sendiri.
Dengan menggunakan ukuran pintu yang ada dipasaran (Lihat Tabel xx), maka dimensi pintu dan
bukaannya dapat diketahui sebagai berikut:
Tabel xx Dimensi Pintu Air
Jenis PintuUkuran daun pintu Tinggi
gawangBahan
Tinggi Lebar Tebal
PINTU TARIK : 200 mm 200 mm 6 mm 1.100 mm Besi300 mm 300 mm 6 mm 1.100 mm Besi400 mm 300 mm 6 mm 1.100 mm Besi
PINTU ULIR : 400 mm 400 mm 6 mm 1.600 mm Besi500 mm 500 mm 6 mm 1.600 mm Besi600 mm 600 mm 8 mm 1.600 mm Besi700 mm 700 mm 8 mm 1.600 mm Besi800 mm 800 mm 8 mm 1.600 mm Besi
PINTU ULIR : 800 mm 1.000 mm 60 mm 2.500 mm Kayu jati(1 Stangdrat) 900 mm 100 mm 60 mm 2.500 mm Kayu jati
1.100 mm 1.200 mm 60 mm 2.750 mm Kayu jati1.000 mm 1.500 mm 60 mm 2.750 mm Kayu jati
PINTU ULIR : 1.100 mm 1.750 mm 80 mm 3.000 mm Kayu jati(2 Stangdrat) 1.200 mm 1.800 mm 80 mm 3.000 mm Kayu jati
1.400 mm 2.000 mm 80 mm 4.000 mm Kayu jati1.500 mm 2.500 mm 80 mm 4.000 mm Kayu jati
Sumber : SHBJ 2007 DI Yogyakarta
Misalkan, menggunakan pintu dengan;
Jenis pintu = Pintu Ulir 2 Stangdrat
Bahan = Kayu Jati
Lebar pintu (B) = 2 m
Tinggi Pintu (h) = 1,4 m
Maka dapat diketahui,
Lebar efektif (b) = Lebar pintu – 2 x Takikan
= 2 – 2 x 0,10
= 1,8 m
Dengan menggunakan persamaan Q = μ b a (2gZ)0.5, maka
Tinggi bukakan (a) = Q/ μ b (2gZ)0.5
= 2,86/(0,80.1,8.(2.9,81.0,08) 0.5)
=1,05 m < h ok!
Sehingga digunakan 1 pintu dengan lebar 2 m, dan tinggi 1,4 m.
Karena sungai (diasumsikan) mengangkut material pasir dan krikil maka tinggi ambang
pengambilan (pintake) dipakai 1 m.
Dengan cara yang sama pada perhitungan intake kanan
1.2 Hitungan Dimensi Bangunan Pembilas Intake
Berdasarkan KP-02 (1986), dari pengalaman yang diperoleh dari banyak bendung dan
pembilas yang dibangun. Dinyatakan bahwa, lebar pembilas sebaiknya diambil 60% dari total
pengambilan termasuk pilar-pilarnya.
Pembilas kanan
Sehingga lebar bersih bangunan pembilas ( Bsc ) adalah 0.6 x lebar total pengambilan.
Bsc = 0,6 . (np.Lp +npl.Lpl)
Bsc = 0,6 . (1 . 2,3 + 0 . 0 ) = 1,38 m
Dan untuk pemisah antara pembilas dengan bendung dipakai pilar dengan lebar 2,3 m.
Pembilas kiri
Berdasarkan KP-02 (1986), dari pengalaman yang diperoleh dari banyak bendung dan
pembilas yang dibangun. Dinyatakan bahwa, lebar pembilas sebaiknya diambil 60% dari total
pengambilan termasuk pilar-pilarnya.
Pembilas k iri
Sehingga lebar bersih bangunan pembilas ( Bsc ) adalah 0.6 x lebar total pengambilan.
Bsc = 0,6 . (np.Lp +npl.Lpl)
Bsc = 0,6 . (1 . 1,8 + 0 . 0 ) = 1,08 m
Dan untuk pemisah antara pembilas dengan bendung dipakai pilar dengan lebar 1,8 m.
Cara sama pembilas kiri.
2. BENDUNG2.1 Hitungan Dimensi Mercu Bendung
Elevasi dasar sungai = 125 m
Elevasi muka air rencana di intake= elevasi dasar sungai + lantai dasar pembilas + ambang intake +tinggi bukaan intake (a)
= 125 + 0,2 + 1 + 1,24 = 127,44 m
1. Muka Air Rencana di Intake = 127,44 m
2. Kehilangan tinggi energi pada alat ukur (asumsi) = 0,20 m
3. Kehilangan tinggi energi pada pengambilan saluran primer = 0,10 m (zpengambilan)
4. Kehilangan tinggi energi pada pengambilan = 0,08 m (zintake)
5. Keamanan = 0,10 m +
Elevasi Mercu Bendung = 127, 92 m
Bendung di rencanakan sebagai bendung pasangan batu dengan mercu bulat. Muka hulu
berkemiringan 1 : 0 dan kemiringan hilir 1 : 1.
Lebar Sungai = NIM/100 = 14020/100 = 140,2 m
Lebar antar abutment (B) = lebar sungai – (npembilas.Lpembilas + ∑Lpilar)ka+ki
= 140,2 – (0.6+1,38+2,3+0.6)
= 135,32 m
Tinggi bendung dari dasar sungai (p) = elevasi mercu bendung – elevasi dasar sungai
= 127,92 – 125
= 2,92 m
Dari rumus debit bendung (KP-02,1986), muka air banjir rencana dapat ditentukan :
Qb = Cd.2/3. √23
. g .be.H11,5
dimana: Qb = debit banjir (Q100 = 1340,74 m3/dt)
Cd = koefisisen debit C0.C1.C2. Harga-harga koefisien C0 , C1, C2 dapat
ditentukan dari grafik.
Be = lebar efektif
H1 = tinggi energi hulu
Lebar efektif bendung: Be = B – 2.H1(n.Kp+Ka)
Dimana : B = Lebar antar abutmen bendung
n = jumlah pilar, (tidak ada pilar, n = 1)
Kp = Koefisien kontraksi pilar = 0.1
Ka = Koefisien kontraksi pengkal bendung = 0.01
Asumsi Awal ,
Jari-jari ( r ) mercu bendung = a.H1; a = 0,3 – 0,7 untuk bendung pasangan batu
a = 0,1 – 0,7 untuk bendung beton
digunakan asumsi a = 0,3 dan H1 = 1,5 m didapatkan asumsi jari-jari mercu bendung; r =
1,95 m dan diketahui tinggi bendung (p) = 2,92 m. Maka nilai-nilai C0, C1 dan C2 diketahui
berturut-turut dengan menggunakan Grafik pada Gambar 1, Gamabr 2 dan Gambar 3.
Gambar 1 Koefisien Co untuk bendung mercu bulat sebagai fungsi dari nilai banding H1/r
Gambar 2 Koefisien C1 sebagai nilai banding fungsi p/H1
Gambar 3 Koefisien C2 sebagai nilai banding fungsi p/H1
Dengan menggunakan asumsi, rumus dan grafik di atas, grafik rating curve mercu bendung
dapat diketahui seperti yang terlihat pada Tabel 1 Berikut;
Tabel xx Perhitungan Debit Di Atas Mercu Bendung
H h/r C0 p/h C1 C2 Cd Be Q
0.50 0.48 1.00 5.84 1.00 0.96 0.96 135.21 78.33
1.00 0.95 1.15 2.92 1.00 0.98 1.12 135.10 258.59
1.50 1.43 1.26 1.94 0.99 0.99 1.23 134.99 519.57
2.00 1.90 1.30 1.46 0.99 0.99 1.27 134.88 827.22
2.50 2.38 1.35 1.17 0.97 1.00 1.31 134.77 1186.09
3.00 2.86 1.39 0.97 0.96 1.00 1.33 134.66 1588.98
3.50 3.33 1.44 0.83 0.95 1.00 1.37 134.55 2055.88
4.00 3.81 1.45 0.73 0.94 1.01 1.37 134.44 2509.14
Dari tabel hasil hitungan, dapat digambarkan Grafik Rating Curve seperti yang terlihat pada
Gambar xxx.
0 100 200 300 400
0
1
2
3
4
5
f(x) = 0.0807343020022836 x^0.499784672046761
Rating Curve Mercu Bendung
Q (m3/det)
H (
m)
Gambar xx Rating Curve Bendung
Dengan melihat pada Rating Curve yang telah di buat, dapat diketahui ketinggian air yang
melintas di atas bendung pada tiap-tiap debit yang mengalir.
H1 = 0,0391Q0,5974
dengan Qb = 1340,74 m3/s H1 = 2,9 m ∞ H1asumsi ……..Ok!
maka jari-jari mercu (r) = a.H1 = 0,87 m
Karena bendungnya terbuat dari pasangan batu kali, besar tekanan harus kurang dari -1,00m
dengan H1/r = 2,91/0,87=3,34.
Dengan menggunakan grafik hubungan tekanan yang bekerja pada bendung seperti yang
terlihat pada Gambar xx berikut.
Besar tekanan adalah ρ/πg = -0,09 < -1,0 ……. Ok!!
2. Kolam Olak
Karena banjir diperkirakan akan mengangkut kerikil dan pasir akan dipakai peredam
energi tipe bak (bucket type).
Untuk menentukan dimensi diperlukan data – data sebagai berikut:
Debit satuan (Q100) → q100 = Q100/be = 1340,74 / 134,99 =9,93 m3/dt
Kedalaman kritis (Q100)→ hc =
3√ q100
2
9 ,81 =
3√ 9 ,932
9 , 81 = 2,15 m
Elevasi tinggi energi hulu = elev.mercu + H1
= 127,92 + 2,91 = +130,83 m
Muka air di hilir bendung untuk fungsi peredaman menurut penelitian IHE menyimpulkan
bahwa pengaruh kedalaman tinggi air hilir terhadap bekerjanya bak sebagai peredam enegi,
ditentukan oleh perbandingan h2/h1 (Gambar xx). Nilai h2/h1 lebih tinggi dari 2/3, maka
aliran akan menyelam ke dalam bak dan tidak ada efek peredaman yang bias diharapkan.
Gambar xx Batas maksimum tinggi air hilir
h2/h1 < 2/3 h2 < 2.H1/3
h2 < 2.2,91/3
h2 <1,94 m dipakai h2 = 1,5 m
sesuai KP-02 apabila tidak ada data pasti mengenai degradasi maka dapat diasumsi akan
terjadi degradasi di hilir sebesar 2,5 m, sehingga :
elevasi m.a. dihilir = elev.mercu +h2 - degradasi
= +127,92+ 1,5 -2,50= 126,98 m
Elevasi tinggi energi hilir = elev.hilir + 0,1 m
= +126,08 + 0,1 m = +127,08 m
ΔH = elev.tinggi energi hulu – elev.tinggi energi hilir
= 130,83 m – 127,08 m
= 3,75 m
Jari – jari bak minimum yang diijinkan (Rmin) dapat dibaca dari gambar 3.22
ΔHhc
=3 , 752 , 15
=1 ,74→ R minhc
=1 ,55
Rmin = 1,55.hc= 1,55 x 2,15 = 3,33 ambil R = 3,5 m
Batas muka air hilir minimum (Tmin) diberikan pada gambar 3.23
ΔHhc
=3 , 752 , 15
=1 ,74→T minhc
=1 ,89
Tmin = 1,89 x .hc
= 1,89 x 2,15 = 4,06 m dipakai 4,00 m.
Gambar 3.1 Mercu Bendung dan Kolam olak