Perhitungan Mita [PDF]

Citation preview

1. Menghitung Nilai Erosivitas Hujan dengan (R) : Rumus Bols (1978) El30



=



6.119



RAIN )



1.21



x(



DAYS )



-0.47 x (



MAXP )



Dimana : EI 30 = Rain = Days = Maxp =



Indeks erosivitas curah hujan rata-rata tahunan (cm) jumlah hari hujan rata-rata per tahun (hari) curah hujan maksimum rata-rata dalam 24 jam per bulan untuk kurun waktu satu tahun (cm)



Diketahui :



Data Curah Hujan RAIN (cm) 170



2.



x(



DAYS (hari) 152



El30



=



6.119



El30



=



1286.682



x(



0.53



MAXP (cm) 16.8



170



)



1.21



x(



152



)



-0.47 x (



x



(



10 -4 ) x (



16.8



)



0.53



Menghitung faktor Erodibilitas Tanah dengan (K) : Rumus K 100 Dimana : K M a b



K



=



= = = =



1.292



[(



2.1



x



M



1.14



12 - a



)+



3.25



x( b



-



2 )+



2.5



x( c



-



3 )]



Erodibilitas tanah Presentasi ukuran partikel (%pasir sangat halus + debu) x (100 - % liat) persentase bahan organik kode struktur tanah yang dipergunakan dalam klasifikasi tanah



Mita Ardiyana - MSDA 2015



1



c Diketahui :



=



kelas permeabilitas profil tanah Data Tanah M % 40



Sand % 40



a % 4



b



c



2



4



Dari data yang diketahui diatas yaitu M = 40 %, Sand =40 %, a = 4 %, b = 2 dan c = 4 Asumsi pada soal ini adalah : M = %debu + % pasir sangat halus % lempung = 40 % Sehingga nilai ukuran partikel untuk perhitungan pada rumus M = 40 = 2400



x(



100



-



40



)



Sesuai tabel berikut nilai M termasuk dalam mendekati Silty Clay ( Lempung Debuan) Tabel 1 Nilai M dari kelas tekstur tanah yang digunakan untuk rumus



Untuk nilai b = 2, termasuk struktur granular halus seperti pada tabel berikut :



Mita Ardiyana - MSDA 2015



2



Tabel 2 Nilai struktur tanah (USDA. 1951)



Untuk nilai c = 4, termasuk pada kelas permeabilitas sedang sampai lambat Tabel 3 Nilai permeabilitas tanah (USDA, 1951)



sehingga didapatkan faktor erodibilitas tanah sebagai berikut : 100



K



=



1.292



100



K



=



18.718615937



K



=



0.1872



Mita Ardiyana - MSDA 2015



[(



2.1



x



2400



1.14



x



(



10 -4 ) x (



12 - 4



)+



3.25



x(



2 -



2 )+



2.5



x(



4 -



3 )]



3



Dengan Nomograf



Menurut Nomograf Wischmeier dan Smith diperoleh nilai K



Mita Ardiyana - MSDA 2015



=



0.215



4



3.



Menghitung faktor Topografi (LS): LS



=



Dimana : Ls = L = S =



L 22.000



(



)



m



x



(



65.41



Sin



2



a



+



4.56



sin



a



+



0.065



)



+



0.065



)



Faktor Tofografi Pajang Lereng Kemiringan Lereng



Diketahui : L m 50



LS



=



S % 10



50 22



(



=



1.508



=



1.758



Mita Ardiyana - MSDA 2015



10%



)



0.5



x



(



x ( 0.64762



65.41 +



Sin



2



0.45374 +



........................



5.71059 +



a =



4.56



sin



5.710593



5.711



0.065 )



5



Dari pembacaan Nomograf diperoleh :



Mita Ardiyana - MSDA 2015



Ls



=



1.755



6



4.



Menghitung Erosi yang terjadi dengan (A) A



=



R



x



K



x



LS x



C



x



P



= = = = = = =



Banyaknya tanah tererosi (ton/ha/thn) Erosivitas Hujan Erodibilitas tanah Panjang lereng Kemiringan lereng Faktor pengelolaan tanaman Faktor pengelolaan lahan



A



=



1286.6816 x



1.758



x



A



=



Dimana : A R K L S C P



5.



0.2150 x



486.425 ton/ha/tahun ---------------



1 28.613



Menghitung Tingkat Bahaya Erosi (TBE = A/TSL) TBE



TBE



=



=



A TSL



486.425 11.21



Mita Ardiyana - MSDA 2015



43.392



1



mm / tahun



Sifat Tanah dan Substratum



Nilai T ton/acre/ tahun



ton/ha/ tahun



1



Tanah dangkal di atas batuan



0,5



1,12



2



Tanah dalam di atas batuan



1,0



2,24



3



Tanah dengan lapisan bawahnya (subsoil) padat, di atas substrata yang tidak terkonsolidasi (telah mengalami pelapukan) Tanah dengan lapisan bawahnya berpermeabilitas lambat, di atas bahan yang tidak terkonsolidasi



2,0



4,48



4,0



8,96



5



Tanah dengan lapisan bawahnya berpermeabilitas sedang, di atas bahan yang tidak terkonsolidasi



5,0



11,21



6



Tanah yang lapisan bawahnya permeabel (agak cepat), di atas bahan yang tidak terkonsolidasi



6,0



13,45



4



=



x



7



6.



Menentukan jenis tanaman yang tepat dengan asumsi P = 1 (Tanpa Teknik Konservasi) sehingga TBE = 1, Menghitung Erosi yang terjadi dengan (A) TBE



=



1



=



A



=



A



=



A



=



7.



A 11.21 11.21 x 1 11.21 ton/ha/tahun R



C



=



C



=



C



A TSL



x



K



x



LS x



C



x



P



1.758



x



C



1286.68 x



0.215 x



1286.68 x



0.215 x



1.7584



x



1



1286.68 x



11.21 0.215 x 1.7584



x



1



x



1



A



=



0.02305



-------------------



Alang-alang permanen (Dari tabel nilai C dan pengelolaan tanaman)



Menentukan Teknik Konservasi yang tepat dengan asumsi C = tanaman jahe,cabe sehingga TBE = 1. TBE



=



1



=



A



=



A



=



A



=



A TSL A 11.21 11.21 x 1 11.21 ton/ha/tahun R



x



K



1286.68 x



Mita Ardiyana - MSDA 2015



x



LS x 0.215 x



C



x



P



1.758



x



0.9



x



P 8



P



=



P



=



A 1286.68 x



0.215 x



1.7584



x



0.9



1286.68 x



11.21 0.215 x 1.7584



x



0.9



P



=



0.02561



-------------------



A



=



1286.68 x



0.215 x



=



10.51



ton/ha/tahun



Luas Sub DAS = 233.64 km2 Koefisien Manning (n)



SDR



SDR



=



S



x



=



10



x



=



= =



Teras bangku sorghum-sorghum



1.758



x



0.9



23364 0.04



ha



x



=



0.024



(Dari tabel nilai P)



0.024



Asumsi Sungai Alam, berbelok-belok dan air tidak dalam



(



12 x(



0.8683 S



( +



A 50 x



-0.2018 )) n )



+



0.8683



(



A



(



12 x(



0.8683 10



( +



23364 50 x



-0.2018 )) 0.04 )



+



0.8683



(



23364



-0.2018



-0.2018



)



)



0.4831961



Volume Sedimen



Mita Ardiyana - MSDA 2015



= =



0.4832 x 10.507 5.07684 ton/ha/tahun



9



A B C D E F G



Total Potensi sedimentasi jika Luas DAS 23364 ha Jika : Usia guna Tampungan Total Sedimen terlarut Asumsi Bed Load Kadar Kering (Bulk Density) Asumsi Total Sedimen terlarut (B x C) + B Total Sedimen Mengendap E/D Tampungan Sedimen yang diperlukan F



Mita Ardiyana - MSDA 2015



= = = = = = = =



5,076.837 ton/tahun 20 101,536.75 10 1.2 111,690.42 93,075.35 93,075.35



tahun ton/tahun % ton/m3 ton m3 m3



10



PERHITUNGAN HIDROULIK BANGUNAN CEK DAM Diketahui :



1.



Daerah Tangkapan Sungai



A



=



233.64 km2



(Asumsi)



Kemiringan dasar sungai Lebar sungai



I b



= =



0.020 25.00 m



(Asumsi) (Asumsi)



Debit Banjir Rencana



Q



=



Tampungan Sedimen yang diperlukan



S =



(Asumsi)



93,075.35 m3



(Hasil Perhitungan)



PERHITUNGAN DIMENSI PELUAP Q



=



2/15. C.Ö(2.g). (3.B1 +2.B2). H3 3/2



Dimana :



Q



Q



=



2 15



=



2 15



= =



Debit Desain (m3/detik) Koefisien Peluapan (0.6 - 0.66)



= =



102.00 0.60



m3/dt



g



=



Percepatan grafitasi (m/detik2)



=



9.81



m/dt2



B1 B2 h3



= =



Lebar Peluap pada mercu bendung penahan Lebar Muka air tertinggi (m)



= =



15.00 18.50



m m



=



tinggi air peluapan



=



???



m



(Dicari)



C



x



Ö(



2



x



9.81



)



x



(



3



x



B1



+



2



x



B2



)



x



h3



x



0.60



x



Ö(



2



x



9.81



)



x



(



3



x



15.00



+



2



x



18.50



)



x



h3



=



h3



=



4.395



=



2.683



3/2



Q C



x



102.00



h3 2.



100.00 m3/dt



23.21



x



m



h3



3/2



3/2



3/2



2.70 m



TINGGI JAGAAN



Debit Desain (m3/detik)



50



50 - 100



100 - 200



200 - 500



500 - 2000



Tinggi Jagaan



0.6



0.8



1



1.2



1.5



Susi Hidayah - MSDA 2014



11



3.



PENENTUAN LEBAR MERCU



Lebar mercu ditentukan sesuai dengan Tabel 2 di dalam Pedoman Standar Tata cara Perencanaan Teknik Bendung Penahan Sedimen Lebar mercu : b



1.5 - 2 meter



3 - 4 meter



Sedimen



pasir dan kerikil dan batu-batu kecil



Batu -Batu Besar



Sifat hidraulik aliran



gerakan mandiri (lepas)



gerakan massa (debris flow)



Di ambil lebar mercu



4.



5.



KEMIRINGAN SAYAP CEK DAM



b2



=



3.00



m



=



10



%



a. b. c.



Kemiringan sayap ke arah tebing minimum sama dengan kemiringan dasar sungai di hulu bendung penahan dan maksimum 10 % panjang sayap sebelah kiri dan kanan boleh tidak sama, dan ditentukan berdasarkan letak sumbu aliran Lebar sayap harus sama mulai dari pangkal sampai ujungnya



d. e.



sisi hulu sayap harus dibuat tegak Sisi hilir sayap boleh tegak atau miring, dan dibuat sama dengan kemiringan sisi hilir main dam



f.



Lebar sayap bagian atas maksimum sama dengan lebar mercu, minimum ditentukan berdasarkan gaya-gaya akibat benturan



PENENTUAN TINGGI CEK DAM a. b.



Tinggi efektif bendung penahan ditentukan agar pengendapan di bagian hulu tidak mengganggu bangunan lain di sungai Tinggi efektif juga ditrntukan berdasarkan kapasitas tampung rencana



Susi Hidayah - MSDA 2014



12



c.



Tinggi Total bendung penahan ditentukan dengan memperhatikan penentuan lokasi bendung penahan



Susi Hidayah - MSDA 2014



13



d. Dengan memperhitungkan tinggi sayap pada tebing sungai, tinggi bendung penahan harus dibuat agar bagian atas sayap lebih rendah dari pada tebing sungai Ditentukan tinggi Efektif cek Dam (h1) I0



=



=



8.00



m



--------------------



H total



=



9.00



m



0.020



Istatik



=



Idinamik



=



L1



=



L2



=



1 2 2 3



x



I0



=



x



I0



=



H I0



H I0



-



2 2 3



x



0.02



=



0.01



x



0.02



=



0.01333333333



=



Istatik



-



1



=



Idinamik



8 0.02



-



0.01



8 0.02



-



0.0133



=



800



m



=



1200



m



Sehingga Volume Tampungan Tampungan Mati



=



0.5



x



25.00



x



8.00



x



800



=



80000



m3



Tampungan Hidup



=



0.5



x



25.00



x



8.00



x



1200



=



120000 200000



m3 m3



Susi Hidayah - MSDA 2014



>



93075.35



Þ



OK



14



6.



DIMENSI TUBUH CEK DAM a.



Kemiringan bagian hilir ditentukan agar aliran tidak menyusur permukaan bagian hilirnya, perbandingan tegak dan datar



-----



diambil



b.



Kemiringan bagian hulu dari bendung utama dam harus ditentukan berdasarkan syarat stabilitas bangunan, dan untuk itu dapat dugunakan rumus 3



1



:



0.2



(



1



+



a



)



m2



+[



2



(



n



+



b



)+



n



(



4



x



a



+



g



)+



2



x



a



x



b



]x



m



-(



1



+



3



x



a



)+



a



x



b



x(



4



x



n



+



b



)+



g



x(



3



x



n



x



b



+



b



2



+



m



=



Kemiringan bendung utama bagian hilir



=



???



n



= =



Kemiringan bendung utama bagian hulu Perbandingan tinggi peluapan dan tinggi bendung penahan --------------- h3 / H



= =



0.2 0.30



=



=



0.33



=



2.00



=



2.4



ton/m3



=



1.2



ton/m3



Dimana :



a b



Susi Hidayah - MSDA 2014



g



=



Perbandingan panjang dasar peluap dan tinggi bendung penahan Perbandingan gc dan go



gc



=



Berat Volume bendung Penahan



go



=



Berat volume aliran (besarnya kira-kira 1.0 - 1.2 ton/m3



b2/H



Tergantung material tubuh cekdam



Beton



n



2



=



0



15



(



1



+



0.30



)



m



-(



1



+



3



x



0.30



1.30



m



2



+



2 )+



1.904



+[



2



(



0.2



+



0.3333



)+



0.2



(



4



x



0.30



+



2



)+



2



x



0.30



x



0.33



]x



m



0.30



x



0.33



x(



4



x



0.2



+



0.33



)+



2.00



x(



3



x



0.2



x



0.3333



+



0.33



2



+



0.2



m



-



2.709



=



0



kontrol



2



=



0



0



Dengan rumus ABC



m



=



m



=



-b



±(



-1.904



b ±(



2



-



1.904



4



a



c



)



2



-



4



x



2x m



7.



=



0.8868



m



0.890



)



/



1/2



1.298



2a x



-2.709



)



1/2



)



1.298



m



TINGGI CEK DAM PEMBANTU a b.



Bentuk mercu dan kemiringan hilir bendung pembantu sama dengan bentuk bendung utama dimensi bendung pembantu disesuaikan dengan gaya-gaya yang bekerja



c.



tinggi bendung pembantu ditentukan berdasarkan persamaan empiris :



H2



=



(1/3 s/d 1/4) x H



H2 H



= =



tinggi bendung pembantu tinggi total bendung utama



H2



=



1 3



Susi Hidayah - MSDA 2014



x



H



=



1 3



x



8.00



=



3



m



16



8.



PERENCANAAN KOLAM OLAK a. Tebal Lantai Kolam Olak Untuk mercu bendung utama dengan kolam olak yang terbentuk dari subdam t



=



0.1



x(



0.6



x



t



=



0.1



x(



0.6



x(



0.1



x(



=



t



4.8



=



0.48



+



=



0.48



+



=



1.185



Susi Hidayah - MSDA 2014



H1



+ 8.00



0.06 t



3



x



h3



-



1



-



t



)+



3



x



0.6 t ) +



=



+



8.04885636 -



0.80488564 -



0.75



) 2.683



-



1



)



1



0.1



0.70488564 1.2



m



17



b. Lebar Kolam Olak L



=



Iw



Iw



=



Vo



=



x



=



b



hj



=



h1



+



Vo



=



b2



+



[



x



2 x(



H1



+



0.5 h3



)



g



]



1/2



qo h3 x



2



h1



X



hj



x



[ Ö



2



x



g



x



h1



1



+



8



x



( H1



+



h3



F1



2 -



1



]



q1 V1



Ö



V1



=



F1



=



Ö



=



hj



)



V1



H2



g



-



h2



Keterangan : Iw



=



Jarak Terjunan (meter)



X



=



Panjang Olakan (meter)



b2



=



Lebar mercu bendung utama



qo



=



debit permeter pada peluap (m3/detik/meter)



h3



=



tinggi air diatas mercu bendung utama (meter)



H1



=



tinggi bendung utama dari lantai kolam olak (meter)



b



=



koefisien besarnya antara 4.5 - 5.0



Susi Hidayah - MSDA 2014



=



3.00



m



=



2.7



m



=



8.000



m



18



hj



=



tinggi muka air dari lantai kolam olak pada bendung pembantu (meter)



h1



=



tinggi air pada titik jatuh terjunan (meter)



q1



=



debit aliran tiap meter lebar pada titik jatuh terjunan (m3/detik/meter)



V1



=



kecepatan jatuh pada terjunan (m/detik)



F1



=



angka Froude aliran pada titik terjunan



Bm



=



Lebar rata-rata Peluap



=



16.75



m



Q



=



Debit Desain (m3/detik)



=



102.00



m3/dt



qo



=



Q



V1



16.75



=



Ö



=



14.4775523 m/detik



2



x



q1



Di asumsikan h1



102.00



=



Bm



q1



=



( H1



g



6.0896



+



h3



m3/detik/m'



)



qo



= =



V1



=



6.090 14.478



=



0.421



meter



V1



F1



=



F1



=



Ö



g



x



h1



14.478



hj



Ö



9.81



=



7.127



=



h1 2



=



0.421 2



Susi Hidayah - MSDA 2014



x



0.421



[ Ö x



1



[ Ö



+



8



x



F1



1



+



8



x



2



1



-



7.127



]



2 -



1



] 19



= x



Vo



=



4.03 b



x



hj



=



4.5



x



=



18.16



meter



6.0896 2.683



=



2.270



[



2 x(



=



L



=



4.034



qo h3



=



Iw



meter



Vo



x



=



2.270



x



=



3.018



meter



=



Iw



m/detik



H1



+



0.5 h3



]



)



g



[



2



x(



8



+



0.5 9.81



x



1/2



2.683



)



]



1/2



b2



+



X



+



=



3.018



+



18.1550819 +



=



24.173



m



3.00



dengan menggunakan Rumus empiris L



=



1.5 s/d 2.0)



x(



=



2



x(



=



21.366



meter



Susi Hidayah - MSDA 2014



H1



+ 8



H3 ) +



2.683



)



20



Maka diambil L (Panjang Kolam Olak) yang lebih besar



Susi Hidayah - MSDA 2014



=



24.173



m



21



PERHITUNGAN STABILITAS Lebar dasar pondasi ( B ) Tinggi muka air diatas pelimpah (h3)



= =



12.07 2.70



Berat jenis air ( g w )



=



1



ton/m3



Berat jenis beton (gs)



=



2.4



ton/m3



Teganngan geser pada tanah dasar (t0)



=



0



Tegangan tanah ijin (s) Koefisien Geser antara pondasi dengan tanah dasar



= =



30 0.6



V1



m m



ton/m2/m ton/m2 --> asumsi untuk lapisan kerikil kurang padat/tidak kompak



V2



V3



9.00



H1 W2 H2 W1



W3



1.80



Susi Hidayah - MSDA 2014



2.00



7.27



22



Perhitungan gaya-gaya yang bekerja pada Cek DAM (kondisi normal dan banjir) Gaya (ton) Beban Notasi Uraian V Berat Sendiri



Tekanan Air



W1 W2 W3



0.50 3.00 0.50



x x x



V1 V2 V3 H1 H2



3.00 x 7.27 x 0.50 x 2.70 x 0.50 x



9.00 9.00 9.00



x x



2.70 x 2.70 x 9.00 x 9.00 x 9.00 x



=



V



7.27 x x 1.80 x



2.4 2.4 2.4



78.52 64.80 19.44



7.22 3.30 1.20



7.27 x



1.00 1.00 1.00 1.00 1.00



8.10 19.63 32.72



3.30 8.44 9.65 4.50 3.00



9.00 x



Jumlah Jumlah Momen (å M)



Momen (ton.m)



Lengan



H



24.30 40.50



223.20 1543.06



64.80



H 567.15 213.84 23.33 26.73 165.57 315.59 -



109.35 121.50



1312.21



230.85



tm



Tinjauan Stabilitas a.



Terhadap Guling Sf



=



Sf



= =



Susi Hidayah - MSDA 2014



å å



Mva Mha



1312.21 230.85 5.6842



>



2.00



------------



aman



23



b.



Terhadap Geser Sf



{(f x åV) + (t0 x B)}



=



åH 0.6 x



=



(



=



787.32 230.85 3.4105434



1312.21 )



+



(



0.00



x



12.07



6.00



x 12.07



1.190



)



230.85



=



c.



------------



1.2



aman



Terhadap Eksentrisitas x



å å



=



MT-MG V



x



=



1081.36 223.20



x



=



4.845



e



=



B 2 6.035 1.190



(



= = e



≤



e



≤



1.190



d.



>



)



-



-



x



4.845



(B/6.00)



(