20 0 2 MB
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)
(