Lampiran Hitungan Intake Dan Bendung Kelompok 4 [PDF]

Citation preview

Lampiran 2.1 PERENCANAAN 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



1 Z



=0,8 2.9,81.z =0,08 m



2.g.z



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 Ukuran daun pintu Tinggi Lebar Tebal



Jenis Pintu



Tinggi gawang



Bahan



PINTU TARIK :



200 mm 300 mm 400 mm



200 mm 300 mm 300 mm



6 mm 6 mm 6 mm



1.100 mm 1.100 mm 1.100 mm



Besi Besi Besi



PINTU ULIR :



400 mm 500 mm 600 mm 700 mm 800 mm 800 mm 900 mm 1.100 mm 1.000 mm



400 mm 500 mm 600 mm 700 mm 800 mm 1.000 mm 100 mm 1.200 mm 1.500 mm



6 mm 6 mm 8 mm 8 mm 8 mm 60 mm 60 mm 60 mm 60 mm



1.600 mm 1.600 mm 1.600 mm 1.600 mm 1.600 mm 2.500 mm 2.500 mm 2.750 mm 2.750 mm



Besi Besi Besi Besi Besi Kayu jati Kayu jati Kayu jati Kayu jati



1.100 mm 1.750 mm 1.200 mm 1.800 mm 1.400 mm 2.000 mm 1.500 mm 2.500 mm Sumber : SHBJ 2007 DI Yogyakarta



80 mm 80 mm 80 mm 80 mm



3.000 mm 3.000 mm 4.000 mm 4.000 mm



Kayu jati Kayu jati Kayu jati Kayu jati



PINTU ULIR : (1 Stangdrat)



PINTU ULIR : (2 Stangdrat)



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



1 Z



=0,8 2.9,81.z =0,08 m



2.g.z



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 Ukuran daun pintu Tinggi Lebar Tebal



Jenis Pintu



Tinggi gawang



Bahan



PINTU TARIK :



200 mm 300 mm 400 mm



200 mm 300 mm 300 mm



6 mm 6 mm 6 mm



1.100 mm 1.100 mm 1.100 mm



Besi Besi Besi



PINTU ULIR :



400 mm 500 mm 600 mm 700 mm 800 mm 800 mm 900 mm 1.100 mm 1.000 mm



400 mm 500 mm 600 mm 700 mm 800 mm 1.000 mm 100 mm 1.200 mm 1.500 mm



6 mm 6 mm 8 mm 8 mm 8 mm 60 mm 60 mm 60 mm 60 mm



1.600 mm 1.600 mm 1.600 mm 1.600 mm 1.600 mm 2.500 mm 2.500 mm 2.750 mm 2.750 mm



Besi Besi Besi Besi Besi Kayu jati Kayu jati Kayu jati Kayu jati



1.100 mm 1.750 mm 1.200 mm 1.800 mm 1.400 mm 2.000 mm 1.500 mm 2.500 mm Sumber : SHBJ 2007 DI Yogyakarta



80 mm 80 mm 80 mm 80 mm



3.000 mm 3.000 mm 4.000 mm 4.000 mm



Kayu jati Kayu jati Kayu jati Kayu jati



PINTU ULIR : (1 Stangdrat)



PINTU ULIR : (2 Stangdrat)



Misalkan, menggunakan pintu dengan; Jenis pintu



= Pintu Ulir 2 Stangdrat



Bahan



= Kayu Jati



Lebar pintu (B)



=2m



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 kiri 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. BENDUNG 2.1 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 dimana: Qb



= Cd.2/3.



2 .g .be.H11,5 3



= 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 n



= Lebar antar abutmen bendung = 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/r 0.48 0.95 1.43 1.90 2.38 2.86 3.33 3.81



C0 1.00 1.15 1.26 1.30 1.35 1.39 1.44 1.45



p/h 5.84 2.92 1.94 1.46 1.17 0.97 0.83 0.73



C1 1.00 1.00 0.99 0.99 0.97 0.96 0.95 0.94



C2 0.96 0.98 0.99 0.99 1.00 1.00 1.00 1.01



Cd 0.96 1.12 1.23 1.27 1.31 1.33 1.37 1.37



Be 135.21 135.10 134.99 134.88 134.77 134.66 134.55 134.44



Q 78.33 258.59 519.57 827.22 1186.09 1588.98 2055.88 2509.14



Dari tabel hasil hitungan, dapat digambarkan Grafik Rating Curve seperti yang terlihat pada Gambar xxx.



Rating Curve Mercu Bendung 5 5 4 4



H (m)



H 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00



3 3 2



y = 0.0807x0.4998



2 1 1 0 0



100



200



300



Q (m3/det)



Gambar xx Rating Curve Bendung



400



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.



ρ/πg = -0,09 < -1,0 ……. Ok!!



Besar tekanan adalah



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)



Kedalaman kritis



(Q100)→



→ q100 = Q100/be



= 1340,74 / 134,99 =9,93 m3/dt



2



Elevasi tinggi energi hulu



hc



=



3



q100 9,81



=



3



= elev.mercu + H1 = 127,92 + 2,91 = +130,83 m



9,932 9,81



= 2,15 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