![Tugas Besar IRBANG 2 [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/tugas-besar-irbang-2.jpg)
16 0 3 MB
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
COVER
TUGAS BESAR “IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 2”
Disusun Oleh: Muhammad Farhan F
Fakhri Abdillah H
NPM : 2112187013
NPM : 2112177073
JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSTAS SANGGA BUANA YPKP JL. PHH MUSTOFA No. 68 Telp. 022-7201756 BANDUNG 40124
2019
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
i
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
TUGAS BESAR IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 2
Diberikan kepada
:
Nama
: Muhammad Farhan F
NPM : 2112187013
Nama
: Fakhri Abdillah H
NPM : 2112187073
Tanggal
: 30 April 2019
A. TEORI 1. Apa fungsi bendung 2. Sebutkan saja yang diperlukan dalam perencanaan bendung. 3. Data apa saja yang di perlukan dalam perencanaan bendung. 4. Tuliskan rumus-rumus yang digunakan dalam perencanaan bendung. 5. Jelaskan tentang bangunan intake mengenai: a) Definisi dan fungsi b) Tata letak c) Macam d) Berikan contoh gambar bangunan intake 6. Jelaskan tentang stabilitas bendung secara umum dan langkah-langkah perhitungan dan contohnya. B. PERHITUNGAN DAN GAMBAR 1. Mentukan elevasi mercu bendung 2. Perhitungan hidrolika bendung 3. Perhitungan back water (Pengempangan) 4. Perhitungan lantai muka bendung 5. Perhitungan sheepage 6. Perhitungan stabilitas bendung 7. Perhitungan pintu pemasukan (Intake)
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
ii
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
C. DATA TEKNIS LAPANGAN 1. Debit banjir rencana
: 140 m3/det
2. Debit rendah andalan
: 36 m3/ddet
3. Lebar rata-rata sungai
: 15 m
4. Nilai kohesi (C)
:2m
5. Berat jenis pas. Batu (yb)
: 2.4 t/m2
6. Berat jenis Tanah
: 1.8 t/m3
(ym)
7. Koefisien filtrasi (K)
: 2.17x 10-4 cm/det
8. Koefisien stabilitas geser (n1)
: 1.5
9. Koefisien guling (n2)
: 2.4
10. Koefisien pengaliran pintu
: 0..6
11. Lebar pintu maksimum
: 1.5 m
12. Bukan pintu maksimum
: 0.8 m
Catatan : ➢
Laporan di ketik dalam kertas A4 dengan spasi 1.5
➢
Laporan harus rapih dan bersih
➢
Gambar menggunakan kertas kalkir
➢
Nilai tugas 40% dari nilai total (UTS + UAS + Tugas)
Bandung,
Juni 2019
Mengetahui Dosen,
Dr. Ir. Bakhtiar Abu Bakar, MT. NIK. 432 200 090
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
iii
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
LEMBAR PENGESAHAN Mata kuliah: IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 2
Disusun Oleh:
Muhammad Farhan F
Fakhri Abdillah H
NPM : 2112187013
NPM : 2112187073
Bandung, Juni 2019 Menyetujui: Dosen Pembimbing
Dr. Ir. Bakhtiar Abu Bakar, MT. NIK. 432 200 090
Mengetahui Ketua Jurusan
Chandra Afriadi Siregar, ST.,MT. NIK. 432 200 167
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
iv
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
KARTU ASISTENSI TUGAS BESAR PERENCANAAN 1
Jenis Tugas
: Irigasi dan Bangunan Air 2
2 3 4
Dosen Pembina Assisten Dosen Nama Mahasiswa Dan NPM. Strata
: Dr. Ir. Bakhtiar AB, MT. : : Muhammad Farhan F - 2112187013 Fakhri Abdillah H - 2112187073 : S1
5
No .
Tanggal Asisten
Selesai tugas pada tanggal
Tgl. Pemberian Tugas
Penjelasan / koreksi
Ttd. Ass. Tgl. Selesai Ass. Ttd. Ass.
Paraf / ttd. Ass.
A – B – C - D
Nilai
Catatan: Lembar kartu ini ditanda tangani oleh asisten tugas yang bersangkutan, bila tugas telah selesai. Bandung,
Juni 2019
Dr. Ir. Bakhtiar AB, MT.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
v
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penyusun ucapan atas kehsdirat Allah SWT bahwasanya berkat rahmat dan ridho-Nyalah penyusun dapat menyelesaikan Tugas Besar perencanaan Irigasi dan Bangunan Air II. Tugas ini dibuat untuk memenuhi syarat mengikuti Ujian Akhir semester ini dari Mata Kuliah Irigasi dan Bangunan Air II. Penyusun mengucapkan terimakasih yang sebesar- besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas besar ini. Terimakasih kepada Dr. Ir. Bakhtiar AB, MT atas bimbingannya selama ini, sehingga tugas ini dapat diselesaikan dengan baik. Selain itu penyusun juga mau mengucapkan terimakasih kepada temanteman yang telah membatu mengumpulkan data yang berhubungan dengan kelengkapan tugas ini. Penyusun mohon maaf apabila dalam penyusunan tugas besar ini terhadap keselahan atau tidak sempurna. Oleh karena itu, penyusun meminta kritik dan saran sehingga dalam pembuatan tugas besar besar yang akan datang akan jauh lebih baik lagi.
Bandung, Juni 2019
Penyusun
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
vi
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
DAFTAR ISI COVER .......................................................................................................................... i TUGAS BESAR IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 2 ............................................... ii LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................................... iv KATA PENGANTAR .................................................................................................. v DAFTAR ISI ............................................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... x DAFTAR TABEL ........................................................................................................ xi 1.
BAB I TEORI DASAR.......................................................................................... 1 1.1
Fungsi Bendung .............................................................................................. 1
1.2
Bagian Bangunan Air ( Bendung ) ................................................................. 2
1.3
Data Yang Diperlukan Dalam Perencanaan Bendung.................................... 3
1.3.1.
Keadaan Topografi .................................................................................. 4
1.3.2.
Kondisi Topografi ................................................................................... 4
1.3.3.
Kondisi Hidraulik dan Morfologi Sungai ............................................... 5
1.3.4.
Kondisi Tanah Fondasi ........................................................................... 5
1.3.5.
Biaya Pelaksanaan................................................................................... 5
1.3.6.
Faktor – Faktor Lain................................................................................ 5
1.4
Rumus Rumus Yang Digunakan Dalam Merencanakan Bendung................. 6
1.4.1
Bentuk Mercu Bendung .......................................................................... 6
1.4.2
Tinggi Mercu Bendung ........................................................................... 6
1.4.3
Panjang Mercu Bendung ......................................................................... 6
1.4.4
Penentuan Elevasi Mercu Bendung ........................................................ 7
1.4.5
Tinggi Muka Air di Atas Mercu Bendung .............................................. 8
1.5
Bangunan Intake ............................................................................................. 8
1.5.1
Definisi dan fungsi .................................................................................. 8
1.5.2
Tata letak ................................................................................................. 9
1.5.3.
Macam Intake ........................................................................................ 10
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
vii
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
1.6
Stabilitas Bendung Dan Langkah-Langkah Perhitungan Beserta Contohnya 11
1.6.1
Umum.................................................................................................... 11
1.6.2
Langkah Perhitungan ............................................................................ 11
1.6.3
Contoh Perhitungan............................................................................... 12
Contoh Design Hidrolik .......................................................................................... 15
2.
3.
1.
Umum dan Tahapan Design ......................................................................... 15
2.
Data............................................................................................................... 16
3.
Perhitungan Hidrolik Bendung ..................................................................... 16
BAB II TEORI BENDUNG ................................................................................ 20 2.1.
Pengertian ..................................................................................................... 20
2.2.
Pemilihan Lokasi Bendung........................................................................... 21
BAB III PERHITUNGAN ................................................................................... 76 3.1
Menentukan Elevasi Mercu Bendung .......................................................... 76
3.1.1. 3.2
Perhitungan Elevasi Mercu Bendung .................................................... 77
Perhitungan Hidrolik Bendung ..................................................................... 78
3.2.1.
Tahapan Desain hidraulik Bendung Tetap ............................................ 78
3.2.2.
Tinggi Bendung..................................................................................... 79
3.2.3.
Lebar bending........................................................................................ 79
3.2.4.
Lebar Efektif Bendung ( Beff)................................................................ 80
3.2.5.
Menentukan Tinggi Banjir Rencana ..................................................... 82
3.2.6.
Menentukan Tinggi Air di Hilir Bendung ............................................. 83
3.2.7.
Tinggi Air Diatas Mercu Bendung ........................................................ 83
3.2.8.
Perhitungan Dimensi Ruang Olakan ..................................................... 87
3.3
Perhitungan Back Water Curve .................................................................... 88
3.4
Tinggi Jagaan................................................................................................ 89
3.5
Perhitungan Lantai Muka Bendung .............................................................. 90
3.6
Perhitungan Seepage .................................................................................... 92
3.7
Perhitungan Stabilitas Bendung ................................................................... 93
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
viii
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
3.7.1.
Berat tubuh bendung ............................................................................. 95
3.7.2.
Akibat Tekanan Lumpur ....................................................................... 97
3.7.3.
Gaya Hidrostatis .................................................................................... 98
3.7.4.
Akibat Tekanan Tanah .......................................................................... 99
3.7.5.
Gaya Angkat (Uplift Pressure) ............................................................ 100
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
ix
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Denah Bendung dan Arah Arus Sungai .................................................. 24 Gambar 2.2 Bentuk Pelimpah Bendung ...................................................................... 29 Gambar 2.3 Denah Pelimpah Bentuk Gergaji ............................................................. 30 Gambar 2.4 Bentuk Mercu Ogee ................................................................................ 36 Gambar 2.5 Bentuk Mercu Bulat ................................................................................ 37 Gambar 2.6 Pengaturan Tinggi Mercu Bendung, p, dari Lantai Udik ........................ 38 Gambar 2.7 Panjang Mercu Bendung ......................................................................... 39 Gambar 2.8 Tinggi Muka Air di Atas Mercu Bulat .................................................... 40 Gambar 2.9 Peredam Energy Tipe Kotak-Kotak, Untuk Perbaikan Bendung Tajam 46 Gambar 2.10 Tata Letak Intek .................................................................................... 49 Gambar 2.11 Bendung Kemumu Bengkulu ................................................................ 51 Gambar 2.12 Intake Biasa ........................................................................................... 51 Gambar 2.13 Intake Gorong-Gorong .......................................................................... 52 Gambar 2.14 Intake Frontal ........................................................................................ 53 Gambar 2.15 Komponen Utama Bangunan Intake ..................................................... 53 Gambar 2.16 Contoh Letak Lantai Intake ................................................................... 55 Gambar 2.17 Lantai Intake Tanpa Undersluice .......................................................... 55 Gambar 2.18 Lantai Intake Dengan Undersluice ........................................................ 56 Gambar 2.19 Tipe-Tipe Pintu Bilas ............................................................................ 61 Gambar 2.20 Bentuk Pilar Pembilas ........................................................................... 62 Gambar 2.21 Bentuk Pilar Pembilas ........................................................................... 62 Gambar 2.22 Sponeng Pintu ....................................................................................... 64 Gambar 2.23 Sponeng Pintu dan Stang Pintu didalam Tembok ................................. 65 Gambar 2.24 Bangunan Pembilas dengan Tiga Lubang dengan Dinding Banjir Kombinasi Pada Bendungan Cisokan, Cianjur Jawa Barat (atas) dan Pembilas Tanpa Undersluice (bawah) ................................................................................................... 66 Gambar 2.25 Bangunan Shunt Undersluice ................................................................ 68 Gambar 2.26 Tampak Memanjang Bentuk Shunt Undersluice pada Bendungan Nambo ..................................................................................................................................... 69 Gambar 2.27 Bentuk Ujung Tembok Sayap Hilir ....................................................... 72 Gambar 2.28 Ukuran Tembok Sayap Hilir ................................................................. 73 Gambar 2.29 Contoh Tembok Bendung, Tembok Sayap Udik dan Pengaruh Arus... 75 Gambar 3.1 Gradient Bendung ................................................................................... 78 Gambar 3.2 Grafik Perbandingan Tinggi Air di atas Mercu dengan Debit ................ 86 Gambar 3.3 Gambar Kolam Olak Tipe V Lughter ..................................................... 88 Gambar 3.4 Bentuk Aliran (Flownet) ......................................................................... 93
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
x
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Gambar 3.5 Bentuk Geometris Sederhana .................................................................. 96 Gambar 3.6 Kondisi Air Banjir ................................................................................... 98
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
xi
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Kelengkapan Bendung dan Fungsinya Serta Problema yang Mungkin Terjadi. ..................................................................................................... 30 Tabel 3.1 Tabel Nilai Koefisien Kontraksi ................................................................ 81 Tabel 3.2 Hasil Perhitungan dengan Cara Coba-Coba............................................... 83 Tabel 3.3 Tinggi Air diatas Mercu ............................................................................. 85 Tabel 3.4 Jenis Tanah ................................................................................................. 91 Tabel 3.5 Tabel Faktor Keamanan ............................................................................. 95 Tabel 3.6 Perhitungan Gaya Akibat Berat Sendiri ..................................................... 96 Tabel 3.7 Kondisi Muka Air Normal ....................................................................... 101 Tabel 3.8 Garis Kerja Gaya Uplift Pressure Terhadap Potongan 1-1 Kondisi Air Normal.................................................................................................... 103 Tabel 3.9 Garis Kerja Gaya Uplift Pressure Terhadap Potongan A-A Kondisi Air Normal.................................................................................................... 105 Tabel 3.10 Kondisi Muka Air Banjir ....................................................................... 106 Tabel 3.11 Gaya kerja gaya uplift pressure terhadap potongan I-I Kondisi Air Banjir ................................................................................................................................... 108 Tabel 3.12 Garis Kerja Gaya Uplift Pressure Terhadap Potongan A-A Kondisi Air Banjir ...................................................................................................... 109 Tabel 3.13 Gaya-Gaya Horizontal dan Garis Kerja Kondisi Air Normal ................ 109 Tabel 3.14 Gaya-Gaya Vertikal dan Garis Kerja Kondisi Air Normal .................... 109 Tabel 3.16 Gaya-Gaya Horizontal dan Garis Kerja Kondisi Air Banjir .................. 109 Tabel 3.15 Gaya-Gaya Vertikal dan Garis Kerja Kondisi Air Banjir ...................... 109
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
xii
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
1. BAB I TEORI DASAR TEORI DASAR 1.1
Fungsi Bendung Menurut standar tata cara perencanaan umum bendung, yang diartikan bendung
adalah suatu bangunan air dengan kelengkapan yang dibangun melintang sungai atau sudetan yang sengaja dibuat untuk meninggikan taraf muka air atau untuk meninggikan tinggi terjun, sehingga air dapat disadap dan dialirkan secara grafitasi ke tempat yang membutuhkannya. Sedangkan bangunan air adalah setiap pekerjaan sipil yang dibangun di badan sungai untuk berbagai keperluan. Bendung berfungsi antara lain untuk meninggikan taraf muka air, agar air sungai dapat disadap sesuai dengan kebutuhan dan untuk mengendalikan aliran, angkutan sendimen dan geometri sungai sehingga air dapat dimanfaatkan secara aman, efektif, efisien dan optimal. Bendung sebagai pengatur tinggi muka air sungai di bedakan menjadi bendung pelimpah dan bendung gerak. Bendung pelimpah yang di bangun melintang di sungai, akan memberikan tinggi air minimum kepada bangunan intake untuk keperluan irigasi. Merupakan penghalang selama terjadi banjir dan dapat menyebabkan genangan diudik bendung. Bendung pelimpah terdiri antara lain dari tubuh bendung, dan mercu bendung. Tubuh bendung merupakan ambang tetap yang berfungsi untuk meninggikan taraf muka air sungai. Mercu bendung berfungsi untuk mengatur tinggi air minimum, melewatkan debit banjir, dan untuk membatasi tinggi genangan yang akan terjadi di udik bendung. Nama bendung untuk penyebutan suatu bendung yang biasanya di beri nama sama dengan nama sungai atau nama kampung atau desa sekitar bendung tersebut. Misalnya bendung yang terletak di sungai Cilangla, karena nama sungai di tempatkan di sungai Cilanglamaka bendung di beri nama bendung Langla.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
1
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
1.2
Bagian Bangunan Air ( Bendung ) Bendung tetap yang di buat dari pasangan batu untuk keperluan irigasi terdiri atas
berbagai komponen yang mempunyai fungsi masing-masing. Komponen utama bendung itu yakni : ➢ Tubuh bendung, antara lain terdiri dari ambang tetap dan mercu bendung dengan bangunan peredam energinya. ➢ Bangunan intake, antara lain terdiri dari lantai/ ambang dasar, pintu, dinding banjir, pilar penempatan pintu, saringan sampah, jembatan pelayan, rumah pintu dan perlengkapan lainnya. ➢ Bangunan pembilas, dengan undersluice atau tanpa undersluice, pilar penempatan pintu, pintu bilas, jembatan pelayan, rumah pintu, saringan batu dan perlengkapan lainnya. ➢ Bangunan pelengkap lain yang harus ada pada bendung antara lain yaitu tembok pangkal, sayap bendung, lantai udik dan dinding tirai, pengarah arus tanggul banjir dan tanggul penutup dan tanpa tanggul, penangkap sediment atau tanpa penangkap sediment, tangga, penduga muka air, dan sebagainya. Selanjutnya pengaturan tata letak bendung dan perlengkapannya di uraikan sebagai berikut : ➢ Tubuh bending, diletakan kurang lebih tegak lurus arah aliran sungai saat banjir besar dan sedang. Maksudnya agar arah aliran utama menuju bending yang keluar dari bendung berbagi merata. Sehingga tidak menimbulkan pusaran aliran di udik bangunan pembilas intake. Pusaran aliran ini dapat menimbulkan gangguan penyadapan aliran ke intake dan pembilasan sediment. Bila aliran utama yang keluar dari bendung ke hilir tidak merata, maka akan dapat menimbulkan penggerusan setempat di hilir bendung lebih dalam dai satu bagian. ➢ Intake, selalu merupakan suatu kesatuandengan bangunan pembilas dan tembok pangkal udiknya. Biasanya diletakkan dengan sudut pengambilan arah tegak lurus atau meyudut ( 45° - 60° ) terhadap sumbu bangunan bilas.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
2
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Diupayakan benda di tikungan luar aliran sungai, sehingga dapat mengurangi sediment yang akan masuk ke intake. Ditinjau dari segi hidraulik penempatan intake yang tegak lurus terhadap sumbu bangunan pembilas lebih baik dibandingkan dengan intake yang arah sumbunya menyudut. ➢ Bangunan pembilas, selalu terletak berdampingan dan satu kesatuan dengan intake, di sisi bentang sungai dan bagian luar tembok pangkal bendung. Dan sama-sama dengan intake, dan tembok pangkal udik bendung yang diletakan sedemikian rupa dapat membentuk suatu tikungan luar aliran. Aliran ini akan melemparkan angkutan sedimen kea rah luar intake bangunan pembilas menuju tubuh bendung, sehingga akan mengurangi jumlah sediment dasar masuk ke intake. ➢ Tembok pangkal, diletakan dikedua pangkal tubuh bendung yang umumnya dibuat dengan bentuk tegak. Adakalanya lurus atau membuka ke arah hilir. Dan berfungsi sebagai penahan tanah, pencegah rembesan samping pangkal jembatan, pengarah aliran dari udik dan sebagai batas bruto bendung.
1.3
Data Yang Diperlukan Dalam Perencanaan Bendung Pemilihan lokasi bendung yang dibicarakan yaitu bendung tetap permanen bagi
kepentingan irigasi. Dalam pemilihan hendaknya dipilih lokasi yang paling sesuai dan yang paling menguntungkan dari beberapa segi. Misalnya dilihat dari seegi perencanaannya,
pengamanan
bendung,
pelaksanaan,
pengoprasian,
dampak
pembangunan dan sebagainya. Selain itu dipertimbangkan pula atas beberapa alternative lokasi. Dari beberapa pengalaman dalam memilih lokasi bendung. Tidak semua persyaratan yang dibutuhkan terpenuhi. Sehingga lokasi bendung ditetapkan berdasarkan persyaratan dominan. Pemilihan lokasi bendung agar dipertimbangkan pula pengaruh terhadap pengaruh timbale balik antara morfologi sungai dan bangunan lain yang ada dan yang akan digunakan.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
3
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Lokasi Bendung Dipilih Atas Pertimbangan Beberapa Aspek Yaitu: 1.3.1.
Keadaan Topografi Dari rencana daerah irigasi yang akan diairi: ➢ Dalam hal ini semua rencana irigasi dapat terairi, sehingga harus dilihat elevasi yang tertinggi yang akan diairi. ➢ Bila elevasi sawah tertinggi yang akan diairi telah diketahui maka elevasi mercu bendung dapat ditetapkan. ➢ Dari kedua hal diatas, lokasi bendung dilihat dari segi topografi dapat diseleksi. ➢ Disamping itu ketinggian mercu bendung dari dasar sungai dapat pula direncanakan.
1.3.2.
Kondisi Topografi Dari lokasi bendung harus mempertimbangkan beberapa aspek, yaitu: ➢ Ketinggian bendung tidak terlalu tinggi bila bendung di bangun di palung sungai, maka sebaiknya ketinggian bendung dari dasar sungai tidak lebih dari tujuh meter, sehingga tidak menyulitkan pelaksanaannya. ➢ Trace saluran induk terletak di tempat yang baik, misalnya penggaliannya tidak terlalu dalam dan tanggul tidak terlalu tinggi untuk tidak menyulitkan pelaksanaan, penggalian saluran induk dibatasi sampai dengan kedalaman delapan meter. Bila masalah ini dijumpai maka sebaiknya lokasi dipindahkan ketempat lain, dengan catatan untuk kedalaman saluran induk yang diijinkan sampai tanah dasar cukup baik dan saluran tidak terlalu panjang. ➢ Penempatan lokasi intake yang tepat dilihat dari segi hidraulik dan angkutan sediment, sehingga aliran ke intake tidak mengalami gangguan dan angkutan sediment yang masuk ke intake juga dapat segera dihindari. Untuk menjamin saluran masuk ke intake lancar salah satu syaratnya intake harus terletak di tikungan luar aliran atau dibagian sungai yang lurus dan harus dihindari penempatan intake ditikungan dalam aliran.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
4
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
1.3.3.
Kondisi Hidraulik dan Morfologi Sungai Di lokasi bendung termasuk angkutan sedimennya adalah factor yang harus dipertimbangkan pula dalam pemilihan lokasi bendung yang meliputi: ➢ Pola aliran sungai, kecepatan, dan arahnya pada waktu debit banjir, sedang dan kecil. ➢ Kedalaman dan lebar muka air pada waktu debit banjir, sedang dan kecil. ➢ Tinggi muka air pada saat debit banjir rencana. ➢ Potensi dan distribusi angkutan sediment. Bila persyaratan diatas tidak terpenuhi maka dipertimbangkan pembangunan lokasi ditempat lain, misalnya disudetan sungai atau dengan jalan membangun pengendalian sungai.
1.3.4.
Kondisi Tanah Fondasi Bendung harus ditempatkan dilokasi dimana tanah fondasi cukup baik sehingga bangunan menjadi stabil. Faktor lain yang harus diperhatikan yaitu potensi kegempaan, potensi gerusan karena arus dan sebagainya, secara teknik bendung dapat bendung dapat ditempatkan dilokasi sungai dengan tanah fundasi yang kurang baik, tetapi bangunan akan membutuhkan biaya yang tinggi, peralatan yang lengkap dan pelaksanaan yang tidak murah.
1.3.5.
Biaya Pelaksanaan Beberapa alternative lokasi harus dipertimbangkan yang selanjutnya biaya pelaksanaan dapat ditentukan dan cara pelaksanaannya peralatan dan tenaga. Biasanya biaya pelaksanaan di tentukan berdasarkan pertimbangan terakhir. Dari beberapa alternative lokasi ditinjau pula dari segi biaya yang paling murah dan pelaksanaanya yang tidak terlalu sulit.
1.3.6.
Faktor – Faktor Lain Yang harus di pertimbangkan dalam memilih lokasi bendung yaitu penggunaan lahan di sekitar bendung kemungkinan pengembangan daerah di sekitar bendung, perubahan morfologi sungai daerah genangan yang tidak terlalu luas dan ketinggian tanggul banjir.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
5
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
1.4 Rumus Rumus Yang Digunakan Dalam Merencanakan Bendung 1.4.1 Bentuk Mercu Bendung Bentuk mercu bendung yang lazim digunakan digunakan di Indonesia yaitu bentuk mercu bulat. Hal inidikarenakan bentuknya sederhana, lebih tahan terhadap benturan, tahan terhadap oresan, pengaruh kavitasi hamper tidak ada atau tidak begitu besar asalkan radius mercu bendung memenuhi syarat minimum yaitu 0.7h < R < h. 1.4.2
Tinggi Mercu Bendung Tinggi mercu bendung, p, yaitu ketinggian antara elevasi lantai udik dasar sungai di udik bendung dan elevasi mercu. Tinggi mercu bendung dianjurkan tidak lebih dari 4 meter dan minimum 0.5H. Jika p lebih dari 4 meter maka yang biasa terjadi untuk bendungan-bendungan dengan lokasi di sudetan maka elavasi dasar lantai udik dapat diletakan lebih tinggi dari dasar sungai. Dalam perhitungan tinggi muka air di atas mercu bendung yang menggunakan rumus Bundschu dan Verwoerd, maka harga-harga, tinggi mercu, dan jari-jari mercu sangat terkait dan harus di tetapkan dahulu. Perhatikan rumus berikut : m = 1.49 – 0.018 ( 5− k=
4 27
m² . h³ (
Dimana:
h R
1 h+p
)² )²
k = tinggi kecepatan aliran h = tinggi muka air air laut di udik bending m = koefisien pengalihan bending p = tinggi mercu bendung kedasar sungai R = jari-jari pembulatan mercu bending
1.4.3
Panjang Mercu Bendung Berkaitan dengan hal diatas panjang mercu dapat diperkirakan : ➢ Sama lebar dengan lebar rata-rata sungai stabil atau pada debit penuh alur ➢ Umumnya diambil sebesar 1.2 kali lebar sungai rata-rata, pada ruas sungai yang telah stabil.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
6
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Panjang mercu bendung efektif, Be, yaitu panjang mercu bendung bruto, Bb, dikurangi dengan lebar pilar dan pintu pembilas. Panjang mercu bendung efektif dapat dihitung dengan cara yaitu : Be = Bb - 20 b - t Be = Bd - 2 ( n kp + ka ) H Dimana : Bb = panjang mercu bruto dalam meter b = jumlah lebar pembilas t = jumlah pilar-pilar pembilas n = jumlah pilar pembilas dan pilar jembatan kp = koefisien konstraksi pilar ka = koefisien konstraksi pangkal bending H = tinggi energy 1.4.4
Penentuan Elevasi Mercu Bendung Dalam menentukan elevasi mercu bendung dapat dilakukan dengan langkah kegiatan sebagai berikut : ➢ Tetapkan elevasi sawah tertinggi yang akan diairi, tinggi muka air di sawah dan di saluran irigasi hingga mendapatkan tinggi muka air bangunan – bangunan bagi pertama. ➢ Hitung kebutuhan tinggi tekan untuk mengalirkan air dari intake ke bangunan ukur dan kebangunan bagi pertama ke saluran sekunder, tersier dan sawah dengan memperhatikan kehilangan tekanan akibat gesekan sepanjang saluran. ➢ Hitung
kehilangan
tinggi
tekan
pada
bangunan
ukur
dengan
memperhitungkan tipe alat ukur yang dipakai. ➢ Hitung kehilangan tinggi tekan di intake dengan memperhatikan kehilangan tekanan akibat saringan sampah dan pintu-pintu.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
7
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
➢ Bila bendung dilengkapi dengan kantong sediment maka hitung tinggi elevasi muka air di awal intake berdasarkan keadaan aliran untuk pembilasan sediment di kantong sediment. ➢ Pilih elevasi muka air di udik intake yang lebih menentukan antara hasil perhitungan untuk keperluan jaringan irigasi dan hasil perhitungan untuk keperluan pembilasan sediment. ➢ Tentukan kehilangan tinggi tekan akibat saringan sampah dan atau saringan batu yang dipasang di udik intake. ➢ Tambahkan tinggi mercu sekurangnya sebesar 0.10 meter untuk mengatasi penurunan muka air di udik mercu akibat gelombang yang timbul oleh tiupan angin dan kebocoran di pintu. ➢ Evaluasi hasil perhitungan diatas sehingga pada debit desain tetap terjadi aliran sempurna. 1.4.5
Tinggi Muka Air di Atas Mercu Bendung Tinggi muka air diatas mercu dapat dihitung dengan persamaan tinggi energy debit, untuk ambang bulat dan pengontrol segi empat yaitu: Qd
=
Dimana:
Cd ⅔ √ ( ⅔ g b H ³ ) Qd = debit design Cd = koefisien debit ( Cd = C0 . C1. C2 )\ g = percepatan gravitasi b
= panjang mercu efektif, m
H = tinggi energy di atas mercu, m 999 1.5 Bangunan Intake 1.5.1 Definisi dan fungsi Bangunan intake adalah suatu bangunan pada bendung yang berfungsi sebagai penyadap aliran sungai, mengatur pemasukan air dan sedimen serta menghindarkan sedimen dasar sungai dan sampah masuk ke intake. Terletak 99
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
9
(2112187013) (2112187073)
8
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
dibagian sisi bendung, di tembok pangkal dan merupakan satu kesatuan dengan bangunan pembilas. 1.5.2
Tata letak Tata letak intake diatur sedemikian rupa sehingga memenuhi fungsinya dan biasanya diatur seperti berikut : ➢ Sedekat mungkin dengan bangunan pembilas ➢ Merupakan satu kesatuan dengan bangunan pembilas ➢ Tidak menyulitkan penyadapan air ➢ Tidak menimbulkan pengendapan sedimen dan turbulensi di udik intake Bila hal diatas tidak memungkinkan karena misalnya kebutuhan untuk penempatan jembatan, letak tembok pangkal dan sebagainya, maka tata letak intake dapat menyimpang dari itu. Untuk itu, pengaturan tata letak intake sebaiknya dipelajari dengan uji model hidrolik. Pertimbangan yang utama dalam merencanakan tata letak intake adalah keutuhan penyadapan debit dan mengelakkan sedimen agar tidak masuk ke intake. Selain itu harus dipikir pula kemungkinan pengembangan, kehilangan tinggi tekanan dan sebagainya. Berkaitan dengan pengurangan angkutan sedimen ke saluran terutama fraksi pasir atau yang lebih besar dari itu mka bangunan intake adalah pertama-tama untuk pengendaliannya. Dalam kaitan ini mulut intake diatur sedemikian rupa sehingga terletak tidak terlalu jauh dan tidak terlalu dekat dari pintu pembilas. Apabila terlalu dekat dengan pintu pembilas maka pengaliran ke intake akan terganggu oleh tembok baya – baya. Dan apbila terlalu jauh, bangunan undersluice ajan semakin panjang. Dalam pengaturan tata letak intake perlu diperhatikan pula pengaturan letak dan panjang tembok pangkal dan tembok sayap udik. Ini untuk menghindarkan turbulensi aliran sebanyak mungkin dan untuk mengupayakan agar aliran menjadi mulus menuju intake.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
9
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Diketahui bahwa pintu intake di hilir lengkungan tembok pangkal. Pintu diletakkan tidak dilengkungan dan tidak pula terlalu jauh sehingga akan menguntungkan dari segi hidrolik dan struktur. Lantai di udik pintu intake diletakkan sama tinggi dengan bagian atas plat undeslice, karena ketinggian yang terbatas. 1.5.3.
Macam Intake ➢ Intake biasa, yang umumnya direncanakan yaitu intake dengan pintu berlubang satu atau lebih dan dilengkapi dengan pintu dinding banjir dan perlengkapan lainnya. Lebar satu pintu tidak lebih dari 2,50 m dan diletakkan dibagian udik. Pengaliran debit di ukur melalui tinggi bukaan pintu. ➢ Intake gorong-gorong, tanpa pintu di bagian udik. Pintu-pintu diletakan di bagian hilir gorong-gorong.. Lubang intake lebih dari satu dengan lebar masing-masing kurang dari 2,50 m. Dilihat dari arah sungai / bendung, mulut intake tidak kelihatan karena tenggelam. Pengoperasian pintu intake dilakukan secara mekanis, bila tidak akan sangat berat. Bentuk intake ini akan dijumpai di bendung Karang Talun Yogyakarta. ➢ Intake Frontal, pada bendung Mejagong di Jawa Tengah. Intake diletakan di tembok pangkal, jauh dari bangunan pembilas / bendung. Arah aliran sunga dari udik frontal terhadap mulut intake sehingga tidak menyulitkan penyadapan aliran. Tetapi angkutan sedimen relatif banyak masuk ke intake, yang di tanggulangi dengan bangunan sand ejector dan kantong sedimen. Bentuk ini diperoleh berdasarkan hasil uji model oleh DPMA ( Ir. Moch. Memed, dkk ). ➢ Dua intake di satu sisi bendung, dimana pintu intake untuk sisi yang lain diletakkan di pilar pembilas bendung. Pengaliran ke sisi yang lain itu melalui gorong-gorong didalam tubuh bendung. Jumlah gorong-gorong, terdapat dua buah gorong-gorong yang umum dipakai yaitu yang berbentuk bulat. Intake ini terdapat pada bendung-bendung di daerah Tasikmalaya, Garut dan Jawa
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
10
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
barat bagian selatan. Ukuran yang tercantum di gambar di peroleh berdasarkan pengukuran di lapangan.
1.6 Stabilitas Bendung Dan Langkah-Langkah Perhitungan Beserta Contohnya 1.6.1 Umum Salah satu syarat keamanan bangunan yaitu harus stabil terhadap geser, guling dan pinping. Untuk itu harus di hitung gaya-gaya yang bekerja pada bangunan tersebut, yaitu : ➢ Berat sendiri bangunan ➢ Tekanan air normal setinggi bendung dan setinggi muka air banjir design ➢ Tekanan lumpur ➢ Gaya gempa, tekanan air dibawah bendung atau uplift Selanjutnya, gaya-gaya yang bekerja pada bangunan tersebut dianalisa dan di kontrol stabilitasnya terhadap faktor-faktor kemananannya. Pehitungan dilakukan dengan tinjauna panjang satu meter. 1.6.2
Langkah Perhitungan Menghitung berat sendiri bangunan yaitu : ➢ Bagian yang di hitung hanya tubuh bendung saja, dan selanjutnya di bagi dalam bentuk tertentu ➢ Hitung gaya yang bekerja yaitu luas penampang dikalikan jenis pasangan batu = 2,2 ton/m3 ➢ Hitung momen gaya-gaya tersebut terhadap satu titik yaitu perkalian gaya dengan jaraknya ➢ Jumlahkan seluruh gaya yang bekerja dan momennya dari bagian yang ditinjau Pengaruh gempa, dihitung dengan cara mengalikan koefisien gempa dengan besarnya gaya. Selanjutnya dihitung pula momen-momen gaya tersebut. Tekanan air normal, yaitu tekanan air setinggi mercu bendung terhadap tubuh bendung. Di hilir bangunan diangggap kosong tanpa ada air. Untuk
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
11
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
memudahkan perhitungan gaya horizontal dan gaya vertikal dikerjakan secara terpisah. Selanjutnya hitung gaya-gaya tekanan air dan momen gaya. Tekanan air banjir, yaitu tekanan air setinggi muka air banjir pada debit design. Di hilir bangunan terdapat aliran setinggi muka air banjir pula. Selanjutnya dilakukan lengkah perhitungan yang sama dengan air normal. Tekanan Lumpur, yaitu tekanan lumpur terhadap bangunan di udik bendung. 1.6.3 Contoh Perhitungan 1.6.3.1 Stabilitas bangunan ➢ Hitung berat sendiri bangunan, yaitu bagian volume, berat, jarak titik berat terhadap sumbu y, sumbu x dan momen tahanan ➢ Tentukan koefisien gempa dari peta gempa Indonesia dan hitung gaya gempanya serta momen gulingnya ➢ Hitung gaya hidrostatisnya pada keadaan air normal dan keadaan air banjir. Dalam perhitungan ini dihitung jumlah gaya-gaya horizontal, vertikal, momen guling dan momen tahannya ➢ Hitung gaya tekan lumpur serta momen tahannya ➢ Hitung gaya tekanan uplift di setiap titik untuk keadaan air normal dan banjir, yang dapat dihitung dengan rumus : 𝐿𝑥
1
Ux = hx – Σ𝐿 Δ𝐻 Lx = Lv + 3LH Dimana:Ux = Gaya Tekan keatas dititik x (kg/m) Hx = Tinggi energi di udik bendung (m) Lx = Jarak sepanjang bidang kontak dari udik sampai titik x (m) L = Panjang total bidang kontak (m) Δ𝐻 = Beda tinggi energi (m) Lv = Panjang bidang vertikal (m) LH = Panjang bidang horizontal ( m ) ➢ Periksa stabilitas bangunan untuk keadaan air normal dan keadaan air banjir. Pemeriksaan dilakukan terhadap bahaya : 1) Guling : Faktor keamanan ( Fk ) =
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
𝑀𝑇 𝑀𝐺
≥ 1,5
12
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
2) Geser : Koefisien geser ( f ) = tg 3) Gaya tahan : f . v = x ton Faktor keamanan ( Fk ) =
𝐺𝑎𝑦𝑎 𝑡𝑎ℎ𝑎𝑛 Σ 𝐺𝑎𝑦𝑎 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙
≥ 1,5
4) Eksentrisitas pembebanan atau jarak dari pusat gravitasi dasar sampai titik potong resultan dengan dasar, “ Resultan gaya-gaya harus masuk daerah kern (galih) ”, yang dapat dinyatakan dengan 1
𝑀𝑇−𝑀𝐺
Rumus:
𝑒=2 𝐵− (
Dimana : e
= Eksentrisitas
B
Σ𝑉
1
)≤6 𝐵
= Lebar dasar
MT = Momen tahan MG = Momen guling Σ𝑉 = Jumlah gaya vertikal ➢ Periksa terhadap daya dukung tanah pada keadaan air normal dan keadaan banjir 1) Hitung tegangan izin ( 𝜎 ) 2) Hitung tegangan tanah yang terjadi yang dapat dihitung dengan 𝑉
𝜎 1,2 = 𝐵 ( 1 ±
Rumus:
6𝑒 𝐵
)
Dimana :𝜎 1,2 = Tegangan tanah V
= Gaya-gaya vertikal
B
= Lebar dasar
e
= Eksentrisitas
3) Persyaratannya yaitu bila 𝜎 1 < 𝜎 izin dan 𝜎 2 > 0 1.6.3.2
Panjang Lantai Udik ➢ Periksa dan tentukan harga weighted creep ratio ( C ) ➢ Hitung perbedaan antara tinggi muka air udik dan hilir ( Δℎ ), pada keadaan air normal dan banjir kemudian di ambil untuk keadaan tekanan yang lebih besar. ➢ Hitung panjang garis rayapannya yang dapat dihitung dengan cara Lane:
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
13
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Lw perlu Dimana : Lw
1
= Σ𝐿𝑣 + 3 Σ 𝐿𝐻 = Panjang garis rayapan total
Lv
= Panjang garis rayapan dalam arah vertikal
LH
= Panjang garis rayapan dalam arah horizontal
➢ Periksa panjang garis rayapan hasil perhitungan harus lebih besar daripada panjang bidang kontak yang ada 1.6.3.3
Tebal lantai hilir ➢ Ambil tebal lantai hilir untuk potongan yang paling tebal dan paling kecil (t) ➢ Tentukan berat jenis bahan, msalnya untuk pasangan batu kali (𝛾 = 2,2 𝑡𝑜𝑛/𝑚3) ➢ Tentukan tekanan uplift, yang dihitung dengan rumus seperti pada pasal 1 bagian 5 ➢ Periksa syarat keseimbangan bila Ux ≤ 𝑡 , 𝛾 maka ketebalan lantai yang ditentukan memadai
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
14
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Contoh Design Hidrolik 1.
Umum dan Tahapan Design Contoh design hidrolik bendung tetap berikut dimaksudkan untuk lebih memahami
teori yang dikemukakan dimuka. Contoh ini diambil dari pekerjaan design bendung di Indonesia. Tahapan desain hidrolik bendung tetap contoh ini yaitu seperti berikut : ➢ Data awal seperti debit banjir design sungai, debit penyadapan ke intake, keadaan hidrolik sungai, tinggi muka air sungai saat banjir, elevasi lahan yang akan dialiri telah diketahui ➢ Perhitungan untuk penentuan elevasi mercu bending ➢ Penentuan panjang mercu bending ➢ Pemetaan ukuran lebat pembilas dan lebar pilar pembilas ➢ Perhitungan penentuan ketinggian elevasi muka air banjir di udik bandung ➢ Penetapan ukuran mercu bendung dan tubuh bending ➢ Perhitungan dimensi hidrolik bangunan pembilas ➢ Penentuan tipe, bentuk dan ukuran bangunan peredam energy ➢ Perhitungan panjang lantai udik bending ➢ Penetapan dimensi bangunan tembok pangkal, tembok sayap udik, tembok pangkal sayap hilir, dan sebagainya Kriteria yang digunakan dalam desain ini yaitu : ➢ Tinggi muka air banjir di udik bendung harus lebih rendah atau sama denga 4 meter ➢ Tinggi mercu bendung ke dasar sungai di hilir harus lebih rendah atau sama dengan sepuluh meter Persyaratan desain untuk mercu dan tubuh bendung, yaitu : ➢ Bentuk mercu bendung tipe bulet, jari-jari pembulatan satu radius ➢ Bidang hilir tubuh bendung di bagian hilir mercu di buat dengan kemiringan yang perbandingannya yaitu 1 : 1
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
15
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
2.
Data Data yang dipergunakan sehubungan dengan design ini telah tersedia, yaitu :
➢ Peta topografi ➢ Peta situasi sungai, skala 1 : 2000 dimana diketahui : a. Lebar palung sungai antara 50 m – 60 m b. Elevasi dasar sugai rata-rata di sekitar rencana bendung ± 82,70 ➢ Peta daerah irigasi dimana diketahui a. Luas daerah irigasi yang akan dialiri 6229 hektar b. Elevasi ahan yang tertinggi yang akan dialiri ±84,80 ➢ Debit air design sungai dan elevasi muka air hilir ( tail water ) pada Q 100 = ±85,56 ➢ Debit design intake = 7,70 m3/dt 3. Perhitungan Hidrolik Bendung 3.1. Perhitungan penentuan elevasi mercu bending a) Perhitugan penentuan elevasi mercu bendung dengan memperhatikan faktor ketinggian elevasi sawah tertinggi yang akan dialiri. Cara Perhitungan dilakukan seperti berikut : ➢ Tinggi sawah yang akan dialiri berelevasi
: ± 84,80
➢ Tinggi air disawah diambil
: 0,10 m
➢ Kehilangan tekanan dari sawah ke saluran tersier
: 0,10 m
➢ Kehilangan tekanan dari saluran tersier ke saluran sekunder
: 0,10 m
➢ Kehilangan tekanan dari saluran sekunder ke saluran induk
: 0,10 m
➢ Kehilangan tekanan akibat kemiringan saluran induk ke sedimen trap: 0,15m ➢ Kehilangan tekanan akibat bangunan ukur
: 0,40 m
➢ Kehilangan tekanan dari sedimen trap ke intake
: 0,25 m
➢ Kehilangan tekanan pada intake
: 0,20 m
➢ Kehilangan tekanan akibat eksploitasi
: 0,10 m
Jadi Ketinggian elevasi mercu bendung
: ± 86,30
b) Perhitungan penentuan elevasi mercu bending dengan memperhatikan faktor tinggi tekanan yang diperlukan untuk pembilasan sediment.bendung ini
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
16
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
direncanakan dilengkapi dengan penangkap sediment dan bangunan pembilas lurus type underluice, penangkap sediment direncakan dengan ukuran sebagai berikut: ➢ Panjang penangkap sediment
: 70.0m
➢ Panjang saluran pengantar ke penangkap sediment
: 30.0m
➢ Kemiringan permukaan sediment di penangkp sediment
: 0.00016
➢ Elevasi dasar penangkap sediment bagian hilir
: +83.78
➢ Elevasi muka air di penangkap sedimen bagian hilir
: +86.18
Cara perhitungan dilakukan sebagai berikut: ➢ Elevasi permukaan air di kantong sediment bagian udik ➢ +86.18 +(70X0.00016) = +86.19 ➢ Elevasi permukaan air di udik saluran pengantar/tepat dihilir intake bending: +86.18+(70+30)x0.00016 = 86.20 ➢ Kehilangan tekanan pada intake diambil = 0.20 ➢ Elevasi muka air di udik intake : +86.20+0.20 = 86.40 ➢ Kehilangan tekanan pada eksploitasi diambil = 0.10 ➢ Jadi ketinggian elevasi mercu bendung : +86.40+0.10 = +86.50
Kesimpulan: ➢ Ketinggian elevasi mercu bendung berdasarkan elevasi bawah yang akan diakhiri: +86.30 ➢ Ketinggian elevasi mercu bendung berdasarkan kebutuhan tinggi tekanan yang diperlukan untuk pembilasan : +86.50 ➢ Jadi ,ketinggian mercu bendung ditetapkan pada elevasi +86.50
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
17
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
3.2.
Penentuan panjang mercu bending Panjang mercu bendung ditentukan 1.2 kali lebar sungai rata – rata.lebar sungai direncana lokasi bendung bervariasi antara 50 m sampai dengan 55m. Lebar sungai rata – rata diambil 52m. Panjang mercu bendung yaitu 1.2x52m=62.4. Panjang mercu ditetapkan 60.2m
3.1
Penentuan Lebar Lubang dan Pilar Pembilas Lebar bangunan pembilas diambil sepersepuluhkali lebar sungai rata – rata yaitu 1/10 x 52.0m=500m.pembilas dibuat 2 buah masing – masing 2.50 m. Lebar pilar pembilas ditetapkan 2 buah lebar masing masing pilar 1.50m.
3.2
Perhitungan panjang mercu bendung efektif 𝐵𝑒=𝐵𝑏−2(𝑛 𝑘𝑝+𝑘𝑎)𝐻𝑒 Panjang
mercu
bendung
efektif
dihitung
dengan
menggunakan Rumus Dimana :
𝐵𝑒
= panjang mercu bendung efektif,m
Bb
= panjang mercu bendung bruto=62m
K
= jumlah pilar pembilas
𝑘𝑝
= koefisien kontrak pilar=0.01
𝑘𝑎
= koefisien kontraksi pangkal bendung =0.01
𝐻𝑒
= tinggi energy
Perhitungan panjang mercu benduk efektif,yaitu : Be = Bb – 2 (n Kp + Ka) He Be= 62-2(2x 0.01 =0.1)He Be=62-0.24He
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
18
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
3.3.
Perhitungan Tinggi muka Air Banjir di udik Bendung Elevasi muka air banjir di udik bendung dapat diketahui dengan menghitung tinggi energy dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : 𝑄𝑑 = C .Be .𝐻𝑒 3/2 Dimana :
Qd
: Debit air sungai rencana = 700𝑚3 /s
C
: koefisien debit pelimpah
Be
: Panjang nercu bendung efektif ,62.0 m
He
: Tinggi Energi, m
Koefisien debit pelimpah ,C 𝐻𝑒
Nilainya dihitung dengan menggunakan persamaan: C = 3.97(𝐻𝑑)0.12 Dimana He = Hd
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
19
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
2. BAB II TEORI BENDUNG TEORI BENDUNG 2.1. Pengertian Menurut standar tata cara perencanaan umum bendung ,yang dimaksud dengan bendung adalah suatu bangunan air dengan kelengkapannya yang dibngun melintang sungai atau sudetan yang sengaja yang sengaja dibuat untuk meninggikan taraf muka air atau untuk mendapatkan tinggi terjun, sehingga air dapat disadap dan dialirkan secara gravitasi ke tempat yang membutuhkan. Sedangkan bangunan air adalah setiap pekerjaan sipil yang dibangun di badan sungai untuk berbagai keperluan. Bendung tetap adalah bendung yang terdiri dari ambang tetap ,sehingga muka air banjir tidak dapat diatur elevasinya. Dibangun di sungai sungai ruas hulu dan tengah. Bendung berfungsi antara lain untuk meninggikan taraf muka air, agar sungai dapat disadap sesuai dengan kebutuhan dan untuk mengendalikan aliran, angkutan sedimen dan geometri sungai sehingga air dapat dimanfaatkan secara aman, efektif, efisien dan optimal. Bendung sebagai pengatur tinggi muka air sungai dapat dibedakan menjadi bendung pelimpah dan bendung gerak, tetapi dalam tugas ini yang akan dibahas adalah bendung pelimpah yang terbuat dari pasangan batu, bendung pelimpah yang dibangun melintang di sungai ,akan memberikan tinggi air minimum kepada bangunan intake untuk keperluan irigasi. Merupakan penghalang selama terjadi banjir dan dapat menyebabkan genangan di udik bendung. Bendung pelimpah terdiri dari tubuh bendung dan mercu bendung. Tubuh bendung merupakan ambang tetap yang berfungsi untuk meninggikan taraf muka air sungai. Mercu bendung berfungsi untuk mengatur tinggi air minimum, melewatkan debit banjir, dan untuk membatasi tinggi genangan yang akan terjadi di udik bending Untuk penyebutan suatu bendung, yang biasa diberi nama sama dengan nama sungai atau sama dengan nama kampong atau desa dimana bendung tersebut berada.misalnya bendung yang berada di sungai cilangla, karena nama sungai di tempat bendung itu sungai cilangla maka bendung tersebut diberi nama bendung langla atau
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
20
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
bendung Danawarih di sungai Gung, diberi nama sama dengan kampung disekitar bendung tersebut yaitu kampung Danawarih.
2.2. Pemilihan Lokasi Bendung Yang dibicarakan yaitu untuk bendung tetap permanen bagi keperluan irigasi. Dalam pemilihan hendaknya dipilih lokasi yang paling mengguntungkan dari beberapa segi.misalnya dilihat dari segi perencanaan, pengaman bendung, pelaksanaan, pengoperasian, dan dampak pembangunan dan sebagainya.Selain itu pertimbangan pula atas beberapa alternative lokasi. Dari beberapa pengalaman dalam memilih lokasi bendung, tidak semua persyaratan yang dibutuhkan terpenuhi.Sehingga lokasi bendung ditetapkan berdasarkan persyaratan yang dominan. Pemilihan lokasi bendung agar dipertimbangkan pula terhadap pengaruh timbale balik antara morfologi sungai dan bangunan lain yang ada dan akan dibangun. Lokasi Bendung dipiliih atas pertimbangan beberapa aspek yaitu: 1) Keadaan Topografi dari rencana daerah irigasi yang akan diari: Dalam hal ini semua rencana daerah irigasi dapat terairi, sehingga harus dilihatelevasi sawah tertinggi yang akan diairi. Bila elevasi sawah tertinggi yang akan diairi telah diketahui maka elevasi mercu bendung dapat ditetapkan dari kedua hal diatas, lokasi bendung dilihat dari segi topografi dapat diseleksi. Disamping itu ketinggian mercu bendung dari dasar sungai dapat pula direncanakan. 2) Kondisi Topografi dari lokasi bendung harus mempertimbangkan beberapa aspek yaitu: Ketinggian bendung tidak terlalu tinggi: bila bendung dibangun di palung sungai,maka sebaiknya ketinggian bendung dari dasar sungai tidak lebih dari tujuh meter,sehingga tidak menyulitkan pelaksanaannya. Trace saluran induk terletak di tempat yang baik: misalnya penggaliannya tidak terlalu dalam dan tanggul tidak terlalu tinggiuntuk tidak menyulitkan pelaksanaan ,penggalian saluran induk dibatasi sampai dengan kedalam delapan meter,bila masalah ini
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
21
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
dijumpai maka sebaiknya lokasi bendung dipindahkan ke tempat lain ,catatan untuk kedalaman saluran induk yang diizinkan sampai tanah dasar cukup baik dan saluran tidak terlalu panjang. Penempatan lokasi intake yang telah dilihat dari segi hidraulik dan angkutan sedimen : sehingga aliran ke intake tidak mengalami gangguan dan angkutan sedimen yang akan masuk ke intake juga dapat dihindari ,untuk menjamin aliran lancer masuk ke intake salah satu syaratnya ialah intake harus terletak di tikungan luar aliran atau di bagian sungai yang lurus dan harus dihindari penempatan intake di tikungan dalam aliran. 3) Kondisi hidraulik dan morfologi sungai di lokasi bendung, termasuk angkutan sedimen nya adalah factor yang harus dipertimbangkan pula dalam pemilihan lokasi bendung yang meliputi: ➢ Pola aliran sungai, kecepatan dan arah nya pada waktu debit banjir sedang dan kecil ➢ Kedalaman dan lebar muka air pada waktu debit banjir sedang dan kecil ➢ Tinggi muka air pada debit banjir bencana ➢ Potensi dan distribusi angkutan sedimen Bila persyaratan diatas tidak terpenuhi maka dipertimbangkan pembangunan bendung di lokasi lain misalnya di sudetan sungai dengan membangun pengendalian banjir. 4) Kondisi tanah fundasi: bendung harus ditempatkan dilokasi dimana tanah fundasinya cukup baik sehingga bangunan akan stabil. Faktor lain yang harus dipertimbangkan pula yaitu potensi kegempaan, potensi gerusan karena arus dan sebagainya, secara teknik bendung dapat ditempatkan dilokasi sungai dengan tanah fundasi yang kurang baik, tetapi bangunan akan membutuhkan biaya yang tinggi, peralatan yang lengkap dan pelaksanaan yang tidak mudah. 5) Biaya pelaksanaan: beberapa alternative lokasi harus dipertimbangan yang selanjutnya
biaya
pelaksanaan
dapat
ditentukan
dengan
cara
pelaksanaanya,peralatan dan tenaga. Biasanya biaya pelaksanaan ditentukan
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
22
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
berdasarkan pertimbangan terakhir.dari beberapa alternative lokasi ditinjau pula dari segi biaya yang paling murah dan pelaksanaan yang tidak terlalu sulit. 6) Faktor-faktor lain: yang harus dipertimbangkan dalam memilih lokasi bendung yaitu penggunaan lahan disekitar bendung , kemungkinan pengembangan daerah di sekitar bendung, kemungkinan pengembangan daerah di sekitar bendung, perubahan morfologi sungai, daerah genangan yang tidak terlalu luas dan ketinggian tanggul banjir. Jadi dalam penentuan tempat kedudukan ,formasi dan dimensi bendung supaya diperhatikan hal hal sebagai berikut : ➢ Lokasi bendung penyadap diusahakan sedapat mungkin lebih ke hulu agar bendung tidak terlalu tinggi. ➢ Bendung pembagi banjir supaya ditempatkan dekat titik percabangan sungai ➢ Diusahakan agar bendung ditempatkan pada ruas sungai yang lurus dengan penampang yang konstan, dimana perubahan kecepatan arus tidak terlalu drastic ➢ Bendung supaya ditempatkan pada ruas sungai yang alurrnya stabil dan perubahan dasar sungai tidak menyolok ➢ Diusahakan agar pengaruh air balik (back water) akibat bendung tidak terlalu jauh ke hulu ➢ Diusahakan agar bendung terletak pada tanah pondasi yang baik. Denah dan Formasi Bending Untuk memudahkan penyadapan air sungai kadang – kadang digunakan bendung tipe diagonal atau type lengkung, tetapi pada prinsipnya as horizontal bendung sebaiknya tegak lurus arah aliran banjirApabila lintasan tersebut sulit dilaksanakan, maka perhatian khusus supaya diarahkan pada penempatan bendung sedemikian, sehingga diwaktu banjir lintasan arus air tegak lurus bendung. Seandainya tempat kedudukan bendung harus ditempatkan pada ruas sungai yang berbelok belok, maka dipandang dari segi banjir perlu diadakan
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
23
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
pengamanan, misalnya dengan pembuatan perkuatan lereng tanggul sampai pada mercunya.
Gambar 2.1 Denah Bendung dan Arah Arus Sungai Sumber: Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, 2002.
Klasifikasi Bendung Bendung ditempatkan melintasi sungai, guna mengatur aliran sungai yang melalui bendung tersebut, bendung berdasarkan fungsinya dapat diklasifikasikan menjadi : ➢ Bendung Penyadap Digunakan sebagai penyadap aliran sungai untuk berbagai keperluan seperti untuk irirgasi, air baku dan sebagainya ➢ Bendung pembagi banjir Dibangun di percabangan sungai untuk mengatur muka air sungai, sehingga terjadi oemisahan antara debit banjir dan debit rendah sesuai dengan kapasitasnya ➢ Bendung penahan pasang Dibangun dibagian sungai yang dipengaruhi pasang surut airlaut antara lain untuk mencegah masuknya air asin. Terdapat pula beberapa type khusus, antara lain bendung untuk mengatur muka air debit sungai dan mengatur resim hidrologi sungai, bendung yang berfungsi sebagai ambang untuk mencegah turunnya dasar sungai yang biasanya dibangun pada suatu saluran pembuangan ,saluran banjir atau sudetan, bendung
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
24
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
untuk menjaga air sungai pada kedalaman tertentu yang diperlukan bagi lalu lintas dan bendung serbaguna yang mempunyai beberapa fungsi. Berdasarkan tipe strukturnya bendung dapat dibedakan atas ➢ Bendung tetap Bendung ini tidak dapat mengatur tinggi dan debit air sungai ➢ Bendung gerak Bendung ini dapat dipergunakan untuk mengatur tinggi dan debit air sungai dengan pembukaan pintu – pintu terdapat pada bendung tersebut ➢ Bendung kombinasi ➢ Bendung kembang kempis ➢ Bendung bottom intake Ditinjau dari segi sifatnya bendung dapat pula dibedakan menjadi tiga bagian yaitu : ➢ Bendung permanen seperti bendung pasangan batu, beton, dan kombinasi beton dengan pasangan batu ➢ Bendung semi permanen seperti bendung bronjong, cerucuk kayu dan sebagainya. ➢ Bendung darurat yang dibuat oleh masyarakat pedesaan seperti bendung tumpukan batu dan sebagainya Tata letak bendung dan perlengkapannya Bendung tetap yang terbuat dari pasangan batu untuk keperluan irigasi terdiri atas berbagai komponen yang mempunyai fungsi masing – masing Komponen utama bendung itu adalah : ➢ Tubuh bendung: antara lain terdiri dari ambang tetap,mercu bendung dengan bangunan peredam energy ➢ Bangunan intake: antara lain terdiri dari lantai/ambang dasar, pintu, dinding, banjir, pilar penempatan pintu saringan sampah, jembatan pelayanan, rumah pintu dan perlengkapan lainnya
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
25
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
➢ Bangunan pembilas: dengan undersluice atau tanpa undersluice pilar penempatan pintu, pintu bilas, jembatan pelayanan, rumah pintu saringan pintu dan perlengkapan lainnya. ➢ Bangunan perlengkapan lain yang harus ada pada bendung antara lain yaitu tembok pangkal, sayap bendung, lantai udik dan dinding tirai pengarah arus tanggul banjir dan tanggul penutup atau tanpa tanggul, penangkap sedimen atau tanpa penangkap sedimen, tangga, penduga muka air, dan sebagainya Pengaturan penempatan bagian – bagian bendung tersebut, sedemikian rupa sehingga dapat memenuhi fungsinya. Dewasa ini tata letak bendung dari pasangan batu umumnya telah tertatata dengan baik dan umumnya dapat dijadikan standar penataan ini diperoleh dari berbagai pengalaman dalam mendesain bendung terutama sejak tahun 1970 an. Yang paling penting dalam menempatkan bagian – bagian bendung ini yaitu bangunan intake dan pembilas selalu terketak berdampingan dan menjadi satu kesatuan. Bangunan tubuh bendung ditempatkan tegak lurus aliran sungai dan pilar pembilas Selanjutnya pengaturan tata letak bendung dan perlengkapannya diurai seperti berikut: ➢ Tubuh bendung diletakan kurang lebih tegak lurus arah aliran sungai saat banjir besar dan sedang.maksudnya agara arah aliran utama menuju bendung dan yang keluar dari bendung terbagi merata sehingga tidak menimbulkan pusaran pusaran aliran di udik bangunan pembilas dan intake dan pembilasan sendimen bila aliran utama yang keluar dari bendung ke hilir tidak merata,maka akan dapat menimbulkan penggerusan setempat di hilir bendung lebih dalam di satu bagian dari bagian lainnya. ➢ Intake selalu merupakan satu kesatuan dengan bangunan pembilas dan tembok pangkaldi udiknya. Biasanya diletakan dengan sudut pengambilan arah tegak lurus ( 90 ) atau menyudut ( 45 - 60 ) terhadap sumbu bangunan bilas. Diupayakan berada di tikungan luar aliran sungai, sehingga dapat mengurangi sedimen yang akan masuk ke intake. Ditinjau dari segi hidraulik
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
26
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
penempatan intake yang tegak lurus terhadap sumbu bangunan pembilas lebih baik dibandingkan dengan intake yang arah sumbunya menyudut. ➢ Bangunan pembilas selalu terletak berdampingan dan satu kesatuan dengan intake,di sisi bentang sungai dan bagian luar tembok pangkal bendung. Dan bersama-sama dengan intake, dan tembok pangkal udik bendung yang diletakkan sedemikian rupa dapat membentuk suatu tikungan luar aliran ( helicoidai flow). Aliran ini akan melemparkan angkutan sedimen ke arah luar intake/bangunan pembilas menuju tubuh bendung, sehingga akan mengurangi jumlah angkutan sedimen dasar masuk intake. ➢ Tembok pangkal diletakkan di kedua pangkal tubuh bendung yang umumnya dibuat dengan bentk tegak, adakalanya lurus atau membuka kearah hilir. Dan berfungsi sebagai penahan tanah, pencegah rembesan samping pangkal jembatan, pengarah aliran dari udik dan sebagai batas bruto bendung. Tata letak bendung gaya lama, pengaturan tataletak bendung gaya lama contohnya pada bendung tua, bendung Glapan di Kali Tuntang, Jawa Tengah. Dirancang oleh ahli teknik Belanda dan dibangun sekitar tahun 1853. Pengaturan tata letak bendung yangtidak lazim, yang dijumpai pada bendung ini, yaitu : • Sumbu bendung ditempatkan tegak lurus arah aliran sungai. • Nbangunan intake, tidak dibagian sisi bendung tapi jauh dari udik bendung yang merupakan satu kesatuan dengan bendung. • Pintu intake diletakkan di voorkanaal. • Bendung tanpa bangunan pembilas. Sekalipun bendung itu tata letaknya tidak ditempatan seperti apa yang kita jumpai sekarang ini dan telah berumur lebih dari 100 tahun, namun bisa dan berfungsi dengan baik. Masalah utama pada bendung Glapan yaitu terjadinya kesulitan penyadpan air ke intake, akibat adanya timbunan endapan sedimen voorkanaal. Masalah lainnya adalah masuknya angkutan muatan sedimen ke intake dan saluran induk dengan
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
27
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
jumlah yang relatif besar. Untuk mengatasi masalah itu dilakukan dengan cara meniadakan voorkanaal di udik pintu-pintu intake, sehingga tidak terjadi endapan sedimen di daerah ini, membentuk tikungan luar aliran sungai mulai dari udik intake dan dimulut intake sampai menuju bendung, sehingga angkutan muatan sedimen dasar yang akan masuk akan ke intake dapat dikurangi. Bentuk Bendung Pelimpah Bendung untuk melimpahkan aliran sungai tubuh bendungnya harus kuat dan stabil. Untuk itu bentuk tubuh bendung bagian udiknya dapat dibuat tegak atau miring, sedangkan bagian hilirnya dengan kemiringan. Arah penempatan pelimpah bendung umumnya tegak lurus terhadap aliran sungai. Selain bentuk lurus pelimpah bendung dapat pula berbentuk lengkung, gergaji, bentuk U, > 𝑑𝑖𝑚𝑎𝑛𝑎 𝐷 = 𝐿 = 𝑅 = 0,6 𝐻 + 1,4 𝑧 3 𝐻 3 𝐻
𝑎 = 0,20 . 𝐻 . √ 𝑧
1 𝑧 > > 10 𝑑𝑖𝑚𝑎𝑛𝑎 𝐷 = 𝐿 = 𝑅 = 𝐻 + 1,1 𝑧 3 𝐻 𝐻
𝑎 = 0,15 . 𝐻 . √ 𝑧
Dimana :
D = kedalaman lantai kolam olakan terhadap mercu bending L = panjang lantai olak R = Jari – jari lantai olak Z = Selisih tinggi energy air di hulu mercu dengan hilir mercu H= Tinggi air diatas mercu ditambah tinggi energi di atas mercu (k + h) a = Tinggi energy disipator di ujung lantai olak
❖ USBR Ruang olak type USBR terdiri dari : 1. USBR I 2. USBR II 3. USBR III 4. USBR IV Untuk USBR II memiliki blok saluran tajam (pemencar energi) di ujung hulu dan di end sill, cocok untuk aliran dan tekanan hidrostatis > 60 m. ❖ SAF ❖ Schooklitech ❖ MDO, MDS, dan MDL
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
47
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Dalam memilih tipe bangunan peredam energy sangat bergantung kepada bebagai factor antara lain : 1. Tinggi pembendung 2. Keadaan geotektik tanah dasar misalnya jenis batuan, lapisan, kerasan tekan, diameter butir, dan sebagainya 3. Jenis angkutan sedimen yang terbawa aliran sungai Kemungkinan degradasi dasar sungai yang akan terjadi dihilir bending keadaan aliran yang terjadi di bangunan peredam energi seperti aliran tidak sempurna/tenggelam, loncatan aliran yang lebih rendah atau lebih tinggi dan sama dengan kedalaman muka air hilir (tail water). Prinsip pemecahan energy air pada bangunan peredam energi adalah dengan cara menimbulkan gesekan air dengan lantai dan dinding struktur, gesekan air dengan air, membentuk pusaran air berbalik vertical arah keatas dan kebawah serta pusaran arah horizontal dan menciptakan benturan aliran ke struktur serta membuat loncatan air di dalam ruang olakan. Bangunan Intake ❖ Definisi dan Fungsi Banguna intake suatu bangunan pada bendung yang berfungsi sebagai penyedap aliran sungai, mengatur permasukan air dan sedimen serta menghindarkan sedimen dasar sungai dan sampah masuk ke Intake. Terletak di sisis bending, ditembok pangkal dan merupakan satu kesatuan dengan bangunan pembilas. ❖ Tata letak Tata letak intake diatur sedemikian rupa sehingga memenuhi fungsinya dan biasanya di atus sebagai berikut : 1. Sedekat mungkin dengan bangunan pembilas 2. Merupakan satu kesatuan dengan pembilas 3. Tidak menyulitkan penyadapan aliran
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
48
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
4. Tidak menimbulkan pengendapan sedimen dan turbulensi aliran di udik intake
Gambar 2.10 Tata Letak Intek Sumber: Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, 2002.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
49
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Pertimbangan yang utama dalam merencanakan tata letak intake adalah kebutuhan penyadapan debit dan mengelakan sedimen agar tidak masuk ke intake. Selain itu harus dipikirkan pila dipikirkan pula kemungkinan pengembangan, kehilangan tinggi tekan dan sebagainya. Berikut dengan pengurangan angkutan sedimen ke saluran terutama fraksi pasair atau yang lebih besar dari itu maka bangunan intake adalah pertama-tama untuk pengendaliannya. Dalam kaitan ini mulut intake diatur sedemikian rupa sehingga terletak tidak terlalu dekat dan tidak pula terlalu jauh dengan pintu pembilas. Kalau terlalu dekat dengan pintu pembilas maka pengairan ke intake akan terganggu oleh tembok baya-baya. Dan bila terlalu jauh, bangunan undersluice akan semakin panjang. Pengaturan intake dan bangunan pembilas yang dilengkapi dengan pembilar lurus edapat diperhatiakan. Dalam pengaturan tata letak intake perlu diperhatikan pula pengaturan letak dan panjang tembok dan sayap udik. Ini untuk menghindari turbulensi aliran menjadi mulus menuju intake. Pada gambar diketahui pula bahwa pintu intake diletakan tepat dihilir lengkung tembok pangkal. Pintu diletakan tidak dilengkungkan dan tidak pula terlalu jauh sehingga akan menguntungkan dari segi hidraulik dan struktur. Lantai di udik pintu intake diletakan sama tinggi dengan bagian atas plat undersluice, karena ketinggian yang terbatas.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
50
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Gambar 2.11 Bendung Kemumu Bengkulu Sumber: Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, 2002.
Macam-macam intake ❖ Intake biasa yang umumnya direncanakan yaitu intake dengan pintu berlubang satu atau lebih dan dilengkapi dengan pintu dinding banjir, dan perlengkapan lainnya. Lebar satu pintu tidak lebih dari 2.50 m dan diletakkan di bagian udik.
Gambar 2.12 Intake Biasa Sumber: Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, 2002.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
51
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Pengaliran melalui bawah pintu. Besarnya debit diatur melalui tinggi bukaan pintu. ❖ Intake gorong-gorong tanpa pintu di bagian udik. Pintu-pintu diletakkan di bagian hilir gorong-gorong. Lubang intake lebih dari satu dengan lebar masingmasing lubang kurang dari 2.50 m, dilihat dari arah sungai / bendung mulut intake tidak kelihatan karena tenggelam. Pengoperasian pintu intake dilakukan secara mekanis, bila tidak akan sangat besar.
Gambar 2.13 Intake Gorong-Gorong Sumber: Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, 2002.
❖ Intake frontal, intake diletakkan di tembok pangkal, jauh dari bangunan pembilas / bendung, arah aliran sungai dari udik frontal terhadap mulut intake sehingga tidak menyulitkan penyadapan aliran. Tetapi angkutan sedimen relatif banyak masuk intake, yang ditanggulangi dengan bangunan sand cjector dan kantong sedimen.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
52
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Gambar 2.14 Intake Frontal Sumber: Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, 2002.
Arah intake terhadap sumbu sungai dapat diatur sebagai berikut : Tegak lurus membentuk sudut kira-kira 90o terhadap sumbu sungai Menyudut membentuk sudut antara 45o – 60o terhadap sumbu sungai Keadaan tertentu yang ditetapkan berdasarkan hasil uji model hidraulik di laboratorium Arah intake yang tegak lurus dibandingkan dengan arah menyudut ditinjau dari segi hidraulik lebih menguntungkan arah yang tegak lurus terhadap sumbu sungai.
Gambar 2.15 Komponen Utama Bangunan Intake Sumber: Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, 2002.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
53
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Komponen utama bangunan intake terdiri dari : 1. Ambang / lantai dinding bangunan tembok sayap 2. Pintu dan perlengkapannya serta dinding penahan banjir 3. Pilar penempatan pintu bila pintu lebih dari satu buah 4. Jembatan pelayanan 5. Rumah pintu 6. Saringan sampah 7. Sponeng dan sponeng cadangan, dan lain-lain ❖ Letak Intake harus didata sedemikian rupa sehingga berada di tikungan luar aliran yang membentuk aliran helicoida. Sehingga pada keadaan sungai banjir, angkutan sedimen dasar yang mendekat ke intake akan terlempar ke tikungan dalam menjauhi intake. Ini dapat membentuk daerah bebas endapan di udik intake dan menghilangkan gangguan penyadapan aliran. Tikungan luar aliran dapat dibentuk dengan penempatan tembok pangkal bendung dan sebagainya sedemikian sehingga menjadi deflector. ❖ Lantai Intake dirancang datar / tanpa kemiringan. Di hilir pintu lantai dapat berbentuk kemiribgan dan dengan bentuk terjunan sekitar 0.5 m. Lantai intak bila di awal kantong sedimen bsa berbentuk datar dan dengan kemiringan tertentu. Ketinggian lantai intake, bila intake ditempatkan pada bangunan pembilas dengan undersluice adalah sampai dengan 0.50 m diatas plat undersluice tergantung kepada keadaan Lantai intake dengan undersluice.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
54
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Gambar 2.16 Contoh Letak Lantai Intake Sumber: Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, 2002.
Bila intake ditempatkan pada bangunan pembilas tanpa undersluice maka ketinggiannya diatas lantai udik bendung yaitu : 0.50 meter, jika sungai mengangkut lanau 1.00 meter, jika sungai mengangkut pasir dan kerikil 1.50 meter, jika sungai mengangkut kerikil dan bongkah
Gambar 2.17 Lantai Intake Tanpa Undersluice Sumber:Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, 2002.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
55
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Tergantung keadaan Lantai intake tanpa Undersluice. Pada keadaan ini, maka tinggi lantai dasar sungai akan semakin baik. Sehingga pencegahan angkutan sedimen dasar masuk ke intake juga makin baik. Tetapi bila lantai intake terlalu tinggi maka debit air yang tersadap menjadi sedikit. Untuk mengatasi ini perlu membuat intake arah melebar.
Gambar 2.18 Lantai Intake Dengan Undersluice Sumber: Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, 2002.
Dimensi lubang penyadapan aliran harus ditentukan berdasarkan kebutuhan air maksimum, baik untuk pemasokan kebutuhan air maupun untuk pembilasan sedimen di kantong sedimen. Lebar lubang intake dapat dihitung dengan berbagai rumus pengaliran diantaranya adalah sebagai berikut : Qi = c x b x h1/2 atau Qi = µ x b x a √2. 𝑔. 𝑧 Dimana : Qi
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
= debit intake (m3/det)
c
= koefisien pengaliran
a
= tinggi bukaan lubang (m)
g
= percepatan gravitasi
z
= kehilangan tinggi energi (m)
(2112187013) (2112187073)
56
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Dalam pengambilan harga c dan yang kurang tepat dapat menyebabkan penampang basah intake menjadi kurang memadai, sehingga debit intake yang dibutuhkan tidak tercapai. Harga yang diambil sebesar antara 0.80 – 0.90 dan harga c sebesar 1.7. Kapasitas intake hendaknya dirancang lebih besar dari kebutuhan, misalnya lebih besar dari 120% kebutuhan pengambilan air. Ini dimaksudkan agar lebih fleksibel dan dapat memenuhi kebutuhan yang lebih tinggi di kemudian hari. Lebar lubang intake bila menggunakan pintu sorong yang dioprasikan secara manual, maka besarnya diambil lebih kecil dari 2.50 meter untuk satu pintu. Bila diinginkan lebarnya lebih dari 2.50 meter maka harus dibuat beberapa pintu dengan pilar untuk penempatan pintu. Tinggi jagaan atau h berbanding dengan lebar pintu, b, dapat diambil dengan perbandingan sebagai berikut : • b : h = 1: 1 atau • b : h = 1.5 : 1 atau • b:h=2:1 Pilar untuk penempatan pintu bila lebar intake lebih dari satu meter maka diperlukan pilar untuk penempatan pintu. Dalam hal intake tegak lurus terhadap sumbu sungai maka penempatan pilar tersebut diatur sedemikian, yaitu: • Bagian awalnya diletakkan agak mundur, sebesar R, ini agar diperoleh aliran yang masuk lebih mulus • Bentuk awal pilar, bulat dan tegak dan atau dengan kemiringannya • Bagian hilirnya dapat dibuat tegak atau dengan kemiringannya • Ketebalan pilar sekitar 0.70 – 1.0 m Adakalanya arah intake menyudut dan bukaannya lebih dari satu bukaan maka pengaturan letak bagian awal pilar intake dan pintu-pintunya yaitu seperti berjenjang. Bentuk ini dapat mengurangi pusaran-pusaran aliran yang akan terjadi di udik pintu dan mengurangi endapan sampah yang mengapung serta memudahkan pembersihan sampah yang mengapung di udik pintu, serta aliran yang masuk ke intake akan jauh lebih mulus.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
57
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Dinding banjir dan sponeng, dinding banjir diperlukan pada bangunan intake, diletakkan di hilir pintu intake. Fungsinya untuk mencegah aliran banjir, masuk ke intake mengurangi kecepatan aliran yang menuju intake dalam kaitannya sebagai pengendalian pergerakan angkutan muatan sedimen ke intake. Bahannya dibuat dari beton bertulang dengan ketebalan yang tergantung dari tingginya. Umumnya dengan ketebalan sekitar 0.25 meter, bagian atasnya disatukan dengan jembatan plat pelayanan. Sponeng pada pilar diperlukan untuk penempatan pintu dimana ukuran sponeng lebih besar dari balok kayu. Sponeng cadang diperlukan pula dalam rangka pemeliharaan. Bangunan pembilas, bangunan pembilas adalah salah satu perlengkapan pokok bendung yang terletak di dekat dan menjadi satu kesatuan dengan intake. Berfungsi untuk menghindarkan angkutan muatan sedimen dasar dan mengurangi angkutan muatan sedimen layang masuk ke intake. Bangunan pembilas dirancang pada bendung yang dibangun di sungai dengan volume angkutan muatan sedimen dasar relatif besar, yang dikhawatirkan mengganggu pengaliran ke intake. Tinggi tekan yang cukup diperlukan untuk efektivitas pembilasan sehingga penentuan elevasi mercu bendung perlu mempertimbangkan hal ini. Selain itu perlu pula diusahakan pengaliran dengan sifat aliran sempurna melalui atas pintu bilas. Juga harus mempertimbangkan tidak akan mengakibatkan penggerusan setempat di hilir bangunan yang akan membahayakan bangunan. Sistem kerja pembilas dengan undersluice bila dioperasikan yaitu : • Aliran sungai dari udik menuju bangunan akan terbagi dua lapis oleh plat undersluice • Aliran sungai lapisan atas yang relatif tidak mengandung sedimen dasar mengalir ke intake.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
58
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
• Aliran sungai di lapisan bawah bersama-sama dengan sedimen dasar mengalir dan masuk ke lubang undersluice, yang akhirnya terbuang ke hilir bendung melalui pintu bilas • Pembilasan dilakukan secara berkala atau sewaktu-waktu sehingga mendapatkan kedung daerah bebas endapan di udik dan mulut intake / undersluice Bangunan pembilas dapat dibedakan menjadi : • Tipe konvensional tanpa undersluice • Tipe undersluice dan shunt undersluice Bangunan pembilas konvensional terdiri dari satu dan dua lubang pintu. Umumnya dibangun pada bendung-bendung kecil dengan bentang berkisar 20 meter dan banyak terdapat pada bendung tua warisan Belanda di Indonesia. Bangunan pembilas dengan undersluice banyak dijumpai pada bendung yang dibangun sesudah tahun 1970-an, untuk bendung irigasi teknis. Ditempatkan pada bentang di bagian sisi yang arahnya tegak lurus sumbu bendung. Bangunan pembilas shunt undersluice digunakan pada bendung di sungai ruas hulu, untuk menghindarkan benturan batu dan benda padat lainnya terhadap bangunan. Tata letak bangunan pembilas undersluice diatur sebagai berikut : • Merupakan satu kesatuan dengan bangunan intake • Pintu pembilas diletakkan segaris dengan sumbu bendung • Bangunan diletakkan di sisi luar tubuh bendung dekat tembok pangkal, arahnya tegak lurus sumbu bendung. • Mulut undersluice mengarah ke udik bukan ke arah samping Tata letak bangunan pembilas shunt undersluice diatur sebagai berikut : • Satu kesatuan dengan bangunan intake • Ditempatkan di bagian luar tubuh bendung dan atau di luar tembok pangkal bendung
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
59
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
• Mulut undersluice mengarah ke samping bukan ke arah udik • Pilar pembilas berfungsi sebagai tembok pangkal
Komponen bangunan pembilas undersluice lurus terdiri dari : • Undersluice dan perlengkapannya • Pintu pembilas dan perlengkapannya Pintu dapat dibuat satu pintu atau dua pintu yakni pintu atas dan pintu bawah. Dimana pintu bawah berfungsi untuk pembilasan sedimen yang terdapat di dalam, di udik dan di sekitar mulut undersluice sedangkan pintu atas untuk menghanyutkan benda-benda padat yang terapung di udik pintu. Pengoperasian pintu bawah dengan cara mengangkat pintu dan pintu atas dioperasikan dengan cara menurunkannya, sedangkan jenis pintunya adalah pintu sorong bukan pintu baja yang diperkuat dari gelagar baja. Pelat perunggu dipasang pada pintu untuk mengurangi gesekan antara pintu dan sponengnya. Dalam mendesain pintu faktor-faktor berikut harus dipertimbangkan : • Berbagai beban yang bekerja pada pintu • Alat pengangkat (tenaga manusia atau dengan mesin) • Sistem kedap air, dan • Bahan bangunan
Ukuran • Untuk satu lubang/ruang pintu sorong yang dioperasikan dengan tenaga manusia lebar maksimum 2.50 m. Sedangkan ukuran untuk satu balok kayu pintu harus dihitung, biasanya berukuran 0.20 x 0.25 m. • Untuk pintu yang dioperasikan dengan mesin dapat dibuat lebih lebar dari 2.50 m tetapi tidak lebih dari 5.0 m. • Ketinggian mercu pintu pembilas ditentukan sama tinggi dengan elevasi mercu atau 0.10 meter lebih tinggi dari elevasi mercu bendung, yang terakhir
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
60
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
ini umumnya yang digunakan dan ketentuan ini untuk pembilas tanpa dinding banjir.
Gambar 2.19 Tipe-Tipe Pintu Bilas Sumber: Kriteria Perencanaan-02 Bangunan Utama
Pilar-pilar penempatan pintu Berfungsi untuk penempatan pintu-pintu, undersluice dan perlengkapan lainnya. Bahan untuk pilar pembilas umumnya terbuat dari tembok pasangan batu, beton bertulang sebagai bahan pilar jarang dibuat. Bentuknya pada bagian udik bulat dengan jari-jari peruncingan dua kali lebar pilar. Bentuk bagian udik tegak dan berawal dari bagian muka kepala bendung sedangkan bagian hilir dengan kemiringan yang dapat diambil dengan perbandingan 1 : n. Ukuran untuk lebar pilar sisi bagian luar dapat diambil sampai dengan 2 meter dan sisi bagian dalam antara 1 m dan 1.5 m. Panjang pilar tergantung dari panjang tubuh bendung, panjang jembatan pelayanan dan sebagainya. Pilar pembilas pada undersluice di bentang sungai, antara tubuh bendung dan tembok pangkal bendung.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
61
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Gambar 2.20 Bentuk Pilar Pembilas Sumber: Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, 2002.
Bentuk pilar pembilas bagian hilir (kiri atas), stang pintu pembilas atas dan bawah (kanan atas), stang pintu masuk ke dalam tembok, sponeng pintu dan sponeng cadangan bentuk T (kiri bawah), pintu bilas dari bahan besi (kanan bawah). Bentuk pilar pembilas
Gambar 2.21 Bentuk Pilar Pembilas Sumber: Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, 2002.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
62
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
• Tembok baya-baya / guide wall Fungsi dari tembok baya-baya / guide wall adalah untuk mencegah angkutan sedimen dasar meloncat dari udik bendung ke atas plat undersluice. Dan sebagai perletakkan plat undersluice serta sebagai deflector aliran dari udik. Tembok baya-baya ditempatkan menerus ke arah udik dari pilar pembilas bagian luar / sisi bendung. Bentuk dari tembok baya-baya adalah mengecil ke arah udik atau sama besar dari hilir ke udik. Lebar di bagian pangkal sama lebar dengan tembok pilar sedangkan di bagian udiknya dapat dibuat setengah dari lebar pilar atau sama lebar dengan pilar. Ukuran tinggi mercu tembok baya-baya diambil antara 0.5 m dan 1.0 m di atas mercu bendung. Panjangnya ke arah udik ditentukan berdasarkan lebar mulut undersluice, serta tidak menghalangi pengaliran ke intake. Tinggi tembok baya-baya pada bangunan pembilas tanpa undersluice, yang mempunyai satu ruangan, dapat diambil sama tinggi atau lebih tinggi satu meter di atas mercu bendung. • Rumah pintu • Sponeng pintu dan sponeng cadangan serta stang pintu sponen Fungsi dari sponeng pintu pada pintu sorong kayu yaitu untuk menahan tekanan air pada pintu. Direncanakan sedemikian rupa sehingga masing-masing balok kayu mampu menahan beban dan meneruskannya ke sponeng. Ukuran sponeng pintu bilas dapat berukuran 0.25 x 0.25 m atau 0.25 x 0.30 m. Dilengkapi dengan sponeng cadangan bentuk huruf T pada bangunan bilas dengan undersluice.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
63
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Gambar 2.22 Sponeng Pintu Sumber: Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, 2002.
Fungsi dari stang pintu yaitu stang pengangkat pintu yaitu untuk mengangkat dan menurunkan pintu. Terbuat dari besi baja bulat dengan diameter tertentu. Penempatan stang pintu ditempatkan di dalam sponeng di luar bukaan bersih. Keuntungannya stang pintu tersebut terlindung dari bahaya kerusakan akibat tekanan benda-benda terapung dan tekanan air. Stang pintu yang ditempatkan tidak di dalam sponeng, banyak yang rusak sehingga harus diganti. Jumlah stang sebaiknya stang pintu dua buah yang diletakan di bagian dalam di kedua sisi, tidak satu buah di tengah. Bila satu buah pengangkatan dan penurunan pintu tidak efektif dan akan cepat mengalami kerusakan.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
64
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Plat tembaga / kuningan bukan dari besi pada pintu dan tempat berputarnya stang akan meringankan pengoperasian pintu.
Gambar 2.23 Sponeng Pintu dan Stang Pintu didalam Tembok Sumber: Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, 2002.
• Tembok pangkal. • Tangga dan lain-lain. • Lubang / terowongan. • Plat undersluice. • Lantai dengan lapisan tahan aus. • Tembok penyangga bila lubang lebih dari satu buah. • Mulut undersluice. • Pintu bilas atas dan bawah. • Saringan batu dan sebagainya. Pada bendung-bendung dengan lebar bentang sekitar 20 meter, dijumpai bangunan pembilas tanpa undersluice, hanya terdiri dari : • Pintu bilas dan perlengkapannya. • Pilar pembilas. • Tembok baya-baya dan sebagainya. Lantai pembilas yang harus tahan terhadap kikisan aliran deras harus dilapisi dengan lapisan tahan aus yang dapat dibuat dari : • Lapisan batu candi. • Lapisan beton berkualitas tinggi.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
65
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Bangunan pembilas dengan undersluice terdiri dari undersluice lurus dan shunt undersluice. Dilihat dari bentuk mulut undersluice lurus dapat dibagi menjadi : • Undersluice satu atau dua lubang dengan mulut sejajar sumbu bendung. • Undersluice satu lubang atau lebih dengan mulut menyudut terhadap sumbu bendung. • Undersluice dua lubang atau lebih dengan mulut menyudut terhadap sumbu bendung.
Gambar 2.24 Bangunan Pembilas dengan Tiga Lubang dengan Dinding Banjir Kombinasi Pada Bendungan Cisokan, Cianjur Jawa Barat (atas) dan Pembilas Tanpa Undersluice (bawah) Sumber: Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, 2002.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
66
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Dalam mendesain bangunan undersluice harus mempertimbangkan lokasi bangunan intake dan merupakan satu kesatuan dengan intake. Urutan kegiatan dalam mendesain undersluice lurus adalah : • Tentukan lebar undersluice dengan memperhatikan lebar pintu bilas dan lebar intake. • Tentukan arah dan letak mulut undersluice. • Tentukan panjang undersluice dengan memperhatikan bawah mulut undersluice harus terletak di udik intake, panjang undersluice biasanya berkisar antara 5 – 20 m. • Tentukan letak elevasi plat bagian atas undersluice dengan memperhatikan elevasi ambang / lantai intake. • Tentukan ketebalan plat undersluice, yang biasanya birkisar antara 0.20 – 0.35 m. • Tentukan tinggi lubang dan elevasi lantai undersluice, biasanya tinggi 1.50 m. Bangunan pembilas tipe shunt undersluice dipilih pada bendung-bendung yang dibangun di sungai ruas hulu. Dimaksudkan agar pilar dan bangunan undersluice terhindar dari bahaya benturan batu gelundung dan kayu yang hanyut pada waktu banjir. M anfaat tambahan tipe ini yaitu kapasitas pelimpahan bendung tidak dikurangi oleh adanya pilar pembilas, atau seluruh bentang bendung tidak terganggu melimpahkan debit banjir sungai. Bangunan shunt undersluice telah banyak diterapkan pada bendung yang dibangun di sungai torensial.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
67
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Gambar 2.25 Bangunan Shunt Undersluice Sumber: Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, 2002.
Pembilas shunt undersluice adalah bangunan undersluice yang penempatannya di luar pangkal bendung, di bagian samping melengkung ke dalam dan terlindung di belakang tembok pangkal.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
68
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Gambar 2.26 Tampak Memanjang Bentuk Shunt Undersluice pada Bendungan Nambo Sumber: Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, 2002.
Tampak memanjang bentuk shunt undersluice pada bendungan Nambo Berikut : • Air yang menggalir sebelum masuk ke intake terbagi dua yaitu bagian atas dan bagian bawah • Lapisan air bagian bawah masuk ke dalam lubang pembilas • Lapisan air bagian atas mengalir masuk ke intake ❖
Dengan terbagi duanya lapisan air, maka angkutan sedimen dasar yang bergerak pada lapisan bawah terbuang oleh aliran aliran bagian bawah ke lubang pembilasan
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
69
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Kelemahanya yaitu : Kurang memperolehnya efek penggerusan di mulai shunt undesliuce yang diakibatkan oleh aliran helicoidal seperti yang terjadi peda bangunan underluice. Bentuk dan ukuran bangunan pembilas tipe underliuce yang diakibatkan : ❖
Tinggi lubang usahakan setinggi 1.50 meter dan tidak lebih tinggi dari 2.00 meter dan minimum setinggi 1.00 meter
❖
Lebar lubang sekitar 2.00 m
❖
Mulut undersluice mengarah ke arah bendung bukan kearah udik
❖
Bentuknya melengkung ke arah luar bendung
❖
Tembok pangkal di bagian udik, dirancang sedemikian rupa sehingga letaknya segaris dengan bagian luar pilar pembilas
❖
Sebaiknya dilengkapi dengan bangunan boulder screen yang ditempatkan di bagian mulutnya. Boulder screen adalah bangunan penahan batu dan penahan benda padat lainya dipasang di udik shunt undersluice, dengan maksud agar sedimen dan benda padat lainnya lainya serta sampah tidak masuk ke intake. Komponen nya antara lain batang-batang pipa besi buat vertikal yang diisi dengan beton. Dan fundasi dan batang pengikat horizontal ini berfungsi pula sebaga jalan pembersih. Penempatan boulder screen menyudut yang dimulai dari bagian untik pilar pembilas ke tembok pangkal kiri. Tata letak bangunan ini bersama-sama dengan tembok pangkal udik dan pilar pembilas dapat membentuk tikungan luar aliran ( helicoidal flow ). Sehingga aliran dari udik bendung memblok ke tengah sungai dan melemparkan angkutan sedimen menjauh dari bangunan.
❖
Umumnya dilengkapi dengn dingding banjir yang ditempatkan di hilir pintu bilas
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
70
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Bangunan perlengkapan Tembok sayap hilir Tembok sayap hilir adalah tembok sayap yang terletak di bagian kanan energi bandung bendung yang menerus ke hilir dari tembok pangkal bendung denggan bentuk dan ukuran yang berkaitan dengan ukuran peredam energi. Fungsinya sebagai pembesar, pengaruh arus, penahan terowongan dan longsoran tebing sungai di hilir bangunan dan pencegahan bangunan dan aliran samping. Dalam penentuan dimensi tembok sayap hilir hendaknya berdasarkan : o Dimensi berdasarkan peredaman energi o Geometri sungai disekitar dan dihilirnya o Tinggi muka air hilir desain o Penggerusan setempat yang akan terjadi dan sebagainya Bentuk sayap hilir bendung dapat didesai sebagai berikut o Bentuk miring sebagai kelanjutan dari tembok pangkal bandung o Bagian ujung hilir tembok sayap dibulatkan dan masuk kedalam tebing o Bagian awal tembok sayap hilir yang miring dan akhir tembok pangkal dimulai dari sekitar tengah-tengah lantai peredam energi, khusus untuk peredam energi tipe lantai datar o Untuk peredam energi tipe cekung, bagian awal tembok sayap hilir yang miring dan akhir tembok pangkal dimulai dari ujung ambang akhir.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
71
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Gambar 2.27 Bentuk Ujung Tembok Sayap Hilir Sumber: Sumber: Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, 2002.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
72
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Ukuran Tembok Sayap : • Panjang tembok bagian yang lurus yaitu ½ Lp +Lx Dimana :
Lp
= panjang lantai dasar peredeam energy
Lx
= panjang tembok sayap (1.25 – 1.5) x L
• Kemiringan temok sayap dapat diambil dengan kemiringan 1: 1
Gambar 2.28 Ukuran Tembok Sayap Hilir Sumber: Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, 2002.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
73
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Tembok Pangkal Bendung Tembok pangkal bendung adalah tembk yang berada di kiri kanan pangkal bendung dengan tinggi tertentu yang menghalangi luapan aliran pada debit desain tertentu ke samping kiri dan kanan. Tembok pangkal bendung berfungsi sebagai pengarah arus agar arah aliran sungai tegak lurus ( frontal ) terhadap sumbu bendung, sebagai penahan tanah, pencegah rembesan samping, pangkal jembaan dan sebagainya. Pangkal bendung juga menghubungkan antara bendung dan tanggul banjir dan tanggul penutup. Bentuk pangkal bendung umumnya ditentukan vertikal dengan ukuran panjang ke udik dan hilirnya yang sesuai dengan fungsinya yang harus dicapai. Ukuran hidrauliknya adalah : o Tinggi pangkal bendung sama dengan tinggi muka air udik rencana ditambah tinggi jagaan ( free board ) sebesar antara satu sampai satu setengah meter atau aman terhadap debit desain tertentu. Tinggi jagaan dapat diambil sedemikian sehingga muka air sungai dengan debit banjir kala ulang tertentu tidak melampauinya. o Panjang tembok pangkal ke udik dipengaruhi oleh adanya bangunan intake dan tata letak jembatan lalu lintas, dan panjangnnya antara sisi tembok intake ke udik lebih besar dari dua kali tinggi air.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
74
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Gambar 2.29 Contoh Tembok Bendung, Tembok Sayap Udik dan Pengaruh Arus Sumber: Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, 2002.
Tembok Sayap Udik dan Pengaruh Arus Tembok sayap udik adalahtembok sayap yagn menerus ke udik dari tembok pangkal dengan bentuk dan ukuran yang disesuaikan dengan fungsinya sebagai pengarah arus, pelindung tebing dan atau pelindung tanggul penutup arus yang deras. Arah dan ukurannya disesuaikan dengan fungsinya sebagia pengarah arus pelindung tebing atau tanggul penutup dan disesuikan dengan pangkal bendungdari geometri badan sungai. Bentuknya miring dengan perbandingan 1: 1 atau 1 : 1½ . pertemuannya dengan tembok pangkal dibuat menyudut kurang lebih 45°.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
75
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
3. BAB III PERHITUNGAN PERHITUNGAN 3.1
Menentukan Elevasi Mercu Bendung Elevasi mercu bendung ditentukan berdasarkan beberapa pertimbangan:
1. Elevasi sawah tertingi yang akan diairi. 2. Keadaan tingiair di sawah 3. Kehilangan tekanan mulai dari intake sampai dengan saluran tersier ditambah kehilangan tekanan akibat eksploitasi. 4. Tekanan yang diperlukan agar dapat membilas sedimen di undersluice dan kantong lumpur 5. Pengaruh elevasi mercu bendung terhadap panjang bendung untuk mengalirkan debit banjir rencana. 6. Untuk mendapatkan sifat aliran sempurna. Kriteria lain yang harus dipenuhi dalam penentuan elevasi mercu bendung antara lain yaitu: o Harus terpenuhi penepaina pengaliran ke seluruh wilayah pengairan. o Perkiraan respon morfologi sungai di bagian udik dan hilir terhadap bendung pada elevasi tersebut. o Kestabilan bangunan secara keseluruhan, biaya pembangunan, dengan tidak menutup kemungkinan pemilihan lokasi lain. Dalam penentuan elevasi mercu bendung, dapat dilakukan langkah kegiatan sebagai berikut: 1. Tetapkanlah elevasi sawah tertinggi yang akan dialiri, tinggi muka air di sawah dan saluran irigasi hingga mendapatkan tinggi muka air di bangunan pertama 2. Hitung kebutuhan tinggi tekan untuk mengalirkan air dari intake ke bangunan ukur dan ke bangunan bagi pertama ke saluran sekunder, tersier dan ke sawah dengan memperhatikan kehilangan tekanan akibat gesekan sepanjang saluran. 3. Hitung kehilangan tinggi tekan pada bangunan ukur dengan memperhitungkan tipe alat ukur yang dipakai.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
76
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
4. Hitung kehilangan tinggi tekan di intake dengan memperhatikan kehilangan tekanan akibat saringan sampah dan pintu pintu 5. Bila bendung di lengkapi dengan kantong sedimen, maka hitung tinggi elevasi muka air dari awal intake berdasarkan keadaan aliran untuk pembilasan sedimen di kantong sedimen. 6. Pilih elevasi muka air di udik intake yang lebih menentukan antara hasil perhitungan untuk keperluan jaringan irigasi dan hasil perhitungan untuk keperluan pembilasan sedimen. 7. Tentukan kehilangan tinggi tekan akibat saringan sampah dan atau saringan batu yang di pasangan di udik intake. 8. Tambahkan tingg imercu sekurangnya sebesar 0.10 meter, untuk mengatasi penurunan muka air di udik mercu akibat gelombang yang timbul oleh tiupan angin dan kebocoran pintu. 9. Evaluasi hasil perhitungan di atas, sehingga pada debit desain tepat terjadi aliran sempurna 3.1.1.
Perhitungan Elevasi Mercu Bendung Dalam menghitung elevasi mercu bendung dapat dilakukan dengan penjumlahan beberapa elevasi yang telah diketahui, dan perkiraan kehilangan tinggi muka air selama perjalanan ke areal persawahan di saluran. Data data yang telah di peroleh adalah: a. Elevasi sawah tertinggi
= +75.00 m
b. Tinggi muka air di sawah
=
0.10 m
c. Kehilangan tekanan dari tersier ke sawah
=
0.10 m
d. Kehilangan tekana dari sekunder ke saluran tersier
=
0.10 m
e. Kehilangan tekanan dari primer ke saluran sekunder
=
0.10 m
f. Kehilangan tekanan dari sungai ke saluran primer
=
0.20 m
g. Kehilangan tekanan karena kemiringan saluran
=
0.15 m
h. Kehilangan tekanan di alat alat ukur
=
0.40 m
i. Persediaan tekanan karena eksploitasi
=
0.10 m
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
77
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
j. Persedian untuk bangunan bangunan lainnya Jadi elevasi mercu bendung
=
0.25 m
= + 76.5 m
Jadi elevasi mercu bendung yang direncanakan terletak pada elevasi + 76.5 m, ditetapkan elevasi lantai muka bendung + 73.00 m. Data data yang telah diperoleh diatas seperti data kehilangan tinggi muka air di saluran merupakan data standar dalam penentuan kehilangna tinggi muka air di saluran (dapat dilihat dalam buku “ Standar Perencanaan Irigasi “ yang ditebitkan oleh Dirjen PU Pengairan) 3.2 Perhitungan Hidrolik Bendung 3.2.1. Tahapan Desain hidraulik Bendung Tetap ➢ Data awal seperti debit banjir desain sungai, debit penyadapan ke intake, dsb ➢ Perhitungan untuk penentuna elevasi mercu bendung ➢ Penentuan panjang mercu bendung ➢ Penetapan ukuran lebar pembilas dan lebar pilar pembilas ➢ Perhitungan penentuan ketinggian levasi muka air banjir di udik bendung ➢ Penetapan ukuran mercu bendung dan tubuh bendung ➢ Perhitungan dimensi hidraulik bangunan intake ➢ Penetapan dimensi hidraulik bangunan pembilas ➢ Perhitungan panjang lantai udik ➢ Penetapan dimensi bangunan tembok pangkal, tembok sayap udik dan tembok sayap hilir
Gambar 3.1 Gradient Bendung Sumber: Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, 2002.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
78
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
3.2.2.
Tinggi Bendung Penetuan tinggi bendung direncanakan berdasrkan tinggi mercu bendung yang dibutuhkan dan elevasi dasar sungai. Elevasi dasar sungai disini dapat diasumsikan sebagai elevasi lantai muka bendung. Elevasi muka bendung/mercu
= + 76.50 m
Elevasi dasar lantai muka
= + 73.00 m
Selisih
= + 3.5 m
Tinggi bendung, P
= elevasi mercu – elevasi dasar sungai
Jadi tinggi bendung
= 3.50 m
Tinggi bendung yang telah diperoleh adalah tinggi bersih bendung dengan kondisi air debit rendah sesuai dengan kebutuhan di areal irigasi. Dalam perencanaan bendung tipe urugan, tinggi bendung ini harus ditambah dengan tinggi jagaan untuk tubuh bendung pada saat banjir tidak tergerus air atau melewati tubuh bendung. Untuk perhitungan tinggi jagaan ada perhitungan tersendiri yang dipengaruhi oleh besar debit banjir maksimum yang terjadi, luas permukaan air genangan pada saat banjir, keadaan pelimpah rencana, durasi terjadinya banjir maksimum dan kapasitas rencana bangunan pelimpah untuk banjir maksimum. Pada tugas ini tinggi jagaan tidak diperhitungkan karena tipe bendung yang akan direncanakan bukan tipe bendung urugan.
3.2.3.
Lebar bending Lebar bendung adalah panjang bentang bendung antara dua tembok sisi dari sungai. Perencanaan lebar bendung dipengaruhi oleh kondisi topografi setempat. Penentuan lebar bendung didasarkan pada elevasi tinggi bendung dan elevasi tanah setempat serta bentuk palung sungai. Dari soal diketahui bahwa lebar sungai adalah 10.5 meter, tetapi agar tidak mengganggu aliran sungai setelah ada bendung, yang paling ideal lebar bendung adalah sama dengan lebar normal sungai. Apabila hal ini menyebabkan tinggi
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
79
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
muka air diatas bendung menjadi tinggi sekali, maka diperbolehkan mengambil lebar bendung sampai 1.2 lebaer sungai.
h
bn
b
Dimana: Bn
= lebar normal sungai dengan miring talud 1 : 1 = B + 2h = 10,5 + 2 . (2,4) = 15.3
B
= 1,2 . 15,3 = 18,36 m
3.2.4.
19.00 Dipakai lebar rencana bendung = 19.00 m
Lebar Efektif Bendung ( Beff) Merupakan bagian dari lebar bendung yang berfungsi untuk mengalirkan debit, yaitu lebar bendung dikurangi pilar pilar dan pengurangan kemampuan pengaliran lewat pintu bilas. Lebar pintu penguras diambul satu alternatif yaitu: Bp
= (1/10) * 19 = 1.9 m
Lebar Pilar diambil
=1m
Lebar mercu bendung (Bm)
= B – (Bp + 1 ) = 19 – ( 1.9 + 1 )
= 16.1 m
Pintu penguras dianggap bekerja 80% Untuk menentukan lebar efektif bendung dipakai rumus sebagai berikut: Be = Bm – 2 ( n*Kp + Ka ) * H Dimana: Be Bm
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
= Lebar Efektif bending = lebar mercu bendung sebenarnya
(2112187013) (2112187073)
80
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Bp
= lebar pintu penguras
n
= jumlah pilar
Kp
= Koefisien kontraksi pilar, diambil = 0.01 (untuk pilar berujung bulat)
Ka
= koefisien kontraksi pangkal bendung, diambil = 0.10 (untuk pangkal tembok bulat dengan tembok hulu pada 90 0 ke arah alairan 0.5.H)
H
= tinggi energy
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pad Tabel Nilai Koefisien Kontraksi dibawah ini: Tabel 3.1 Tabel Nilai Koefisien Kontraksi
No.
Pilar
Kp
1.
Berujung segi empat dengan ujung dibulatkan r = 0.1 t0.002
2.
Berujung Bulat
0.01
3.
Berujung Runcing
1
No.
Abutmen
1.
Segi Empat bersudut 900 karah aliran
2.
Bulat bersudut 900 kearah aliran dengan 0.15H‹ r ‹ 0.10
3.
0.5 H
0.20
0.0
Bulat bersudut 450 kearah aliran dengan r › 0.5 H
Jadi :
H2/3
= Q/Cd * Bm
H2/3
= 100 / (3.5*16.1)
H2/3
= 1.775 m
Be
= Bm – 2 (n*Kp + Ka ) * H
Be
= 19 – 2 (1 . 0,001 + 0.10) * 1.775 = 18.61 m
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
81
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
efektif
( Beff)
B
B
Lebar Pintu Penguras ( Bp)
3.2.5.
Menentukan Tinggi Banjir Rencana Data penampang Sungai Lebar Rata rata sungai ( b )
= 10.5 m
Kemiringan susngai ditetapkan ( i ) = 0.0041 Penampang sungai dianggap berbentuk trapesium dengan kemiringan talud (m) = 1 : 1, digunakan Rumus “ chezy” V
= C. √𝑅𝑖
Q
= V. A
Dimana: V
= kecepatan aliran
C
= Koefisien kekasaran
C
=
R
= jari jari hidrolis = A/P
A
= keliling basah
87 𝛾 √𝑅
1+
= b + 2h x (1 + m2 )0.5
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
82
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Dalam mencari tinggi banjir rencana ( h ), dilakukan dengan cara coba coba sampai mendekati nilai rencana harga rencana = 100 m 3/detik Tabel 3.2 Hasil Perhitungan dengan Cara Coba-Coba
H (m)
A ( m 2)
P (m)
R (m)
C
V (m/dtk)
Q (m/dtk)
2
25
16.16
1.55
36.1
2.89
72.2
2.3
29.44
17
1.73
37.34
3.15
92.74
2.4
30.96
17.29
1.79
37.66
3.22
99.69
2.5
32.5
17.57
1.85
37.99
3.31
107.58
Hasil dari perhitungan dengan cara coba coba didapat nilai yang mendekati harga rencana yaitu sebesar = 99.69 m3/detik dan nilai h sebesar = 2.4 m. 3.2.6.
Menentukan Tinggi Air di Hilir Bendung Untuk menentukan tingi muka air di hilir bendung diambil panjang sejauh 100 meter ke hilir dari bendung, sedangkan penampang dianggap trapesium. ✓ Tinggi Air Rencana ( h )
= 2.4 m
✓ kecepatan aliran ( V )
= 3.22 m/dtk
✓ Kemiringan dasar saluran
(i)
= 0.0041
✓ Elevasi Dasar bendung (sungai )
= 73.00 m
Jadi : o Elevasi dasar sungai hilir bendung ( h1) h1 = 73.00 – (0.0041 x 100)
= 72.59 m
o Elevasi muka air di hulur bendung (h2) h2 = h1 + 3.2.7.
𝑉 2𝑔
= 73.00 +
3.22 2.(9.8)
= 73.16 m
Tinggi Air Diatas Mercu Bendung Rumus yang dapat dipakai untuk menentukan tinggi muka air diatas mercu bendung tergantung pada sifat pengaliran. Elevasi muka air hilir max
= EI. Dasar hilir + MA max hilir = 72,59 + 2,4 = 74,99 m
Elevasi mercu bendung
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
= 76,50 m
(2112187013) (2112187073)
83
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Keterangan diatas menunjukan bahwa muka air maksimum di hilir bendung lebih rendah daripada elevasi mercu bendung, maka dengan hasil tersebut sifat pengaliran adalah pelimpah sempurna dan menggukanan rumus: Q = m * d * d * √g * d Dimana:
D
= 2/3 H
H
=h+K
Harga-harga m dan K dicari dari rumus VERWOERD
Dimana:
K
= 4 /27 * m2 * h3 * [1 / (h + p)]2
M
= 1,49 – 0,018 [ 5 – (h / R)]2
Q
= Debit yang mengalir diatas mercu (m3 / detik)\
m
= Koefisien pengaliran = 0,63 (Ditentukan)
b
= Lebar efektif bendung (m)
h
= Tinggi air sedikit di sebelah udik di atas mercu (m)
K
= tinggi energi kecepatan (m)
g
= percepatan gravitasi (m / detik2)
P
= tinggi bendung (m)
R
= Jari-jari pembulatan puncak bendung (m)
100
= 0,63 x 19 x d √9,81 x d
100
= 37,49 x d 2/3
d – (100 / 37,49)2/3 d
= 1,92
=2/3H
H=2/3d
= 2 / 3 x 1,92 = 2,88 m Menentukan harga R dipakai cara KREGTEN yaitu : H / R = 3,8 R
= H / 3,8 = 2,88 / 3,8 = 0,758 m
Nilai R diambil = 1 m Selanjutnya dengan cara coba-coba untuk berbagai harga h akan didapat lengkung debit antara h dan Q, dan Q = Qrencana akan didapat h yang sesuai
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
84
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
P
= Tinggi bendung = 76,50 – 73,00 = 3,5 m = jari –jari puncak bendung = 1m
R
dicoba untuk h = 1 m, diatas mercu bendung m
= 1,49 – 0,018 (5 – 1/1)2
= 1,202 m
K
= 4/27 * (1,202)2 * (1)3 * { 1 / (1 + 3,5)}2
= 0,0105 m
Tabel 3.3 Tinggi Air diatas Mercu
Tinggi energi kecepatan h (m)
Koefisien pengaliran (m)
K
H
D
Debit
(m)
(m)
(m)
Q (m3 / det)
1
1,202
0,0105
1,0105
0,637
46,80
1,5
1,2695
0,0322
1,5322
1,0215
94,2669
1,55
1,2758
0,0352
1,5852
1,0568
97,5894
1,57
1,2782
0,0364
1,6064
1,071
99,7483
1,575
1,279
0,0367
1,6117
1,0745
100,302
1,6
1,28192
0,0383
1,6383
1,0922
103,0257
1,8
1,30568
0,0524
1,8524
1,2349
126,1594
2
1,328
0,0691
2,0691
1,3794
151,4830
Dari tabel diatas terlihat untuk tinggi air diatas mercu ( h ) = 1,575 meter harga Q = 100,302 m3 / det.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
85
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
1
1,5
1,55
1,57
1,575
Gambar 3.2 Grafik Perbandingan Tinggi Air di atas Mercu dengan Debit
Elevasi garis energi
= Elevasi mercu bendung + H = 76,50 + 1,775
Elevasi muka air di atas bendung
= Elevasi mercu bendung + h = 76,50 + 1,575
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
= 78,275 m
(2112187013) (2112187073)
= 78,075 m
86
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
3.2.8.
Perhitungan Dimensi Ruang Olakan Ruang olakan yang dipakai adalah tipe “Vlughter”. Ruang olakan untuk tipe ini dapat dibagi menjadi 2 macam, yaitu: ✓
1 3
≤
𝑍 𝐻
≤
4 3
dimana D = L = R = 0,6 H + 1,4z 𝐻
A = 0,20 . H . √ 𝑍 ✓
1 3
≤
𝑍 𝐻
≤ 10 dimana D = L = R = H = 1,1z 𝐻
A = 0,15 . H . √ 𝑍 Dimana: D
= Kedalaman lantai kolam olakan terhadap mercu bandung
L
= Panjang lantai olak
R
= Jari-jari lantai olak
Z
= Selisih tinggi energi air di hulu mercu dengan hilir mercu
H
= Tinggi air di atas mercu + tinggi energi di atas mercu (k + h )
A
= Tinggi energi disipator di ujung lantai olak
Dari perhitungan di atas diperoleh : H
= 1,6117
Z
= 4,9517
z/H
= 4,9517 / 1,6117
= 3,07 m
Dari hasil tersebut maka, kedalaman z / H memenuhi syarat yang pertama, sehingga: D
= R = L = 1,1 . z + H = 1,1 . 4,9517 + 1,6117 = 7,0686 m
A
= 0,15 . H (H / z)0,5 = 0,15 . 1,6117 (1,6117 / 4,9517)0,5 = 0,1379 m untuk :
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
2a = 0,2758 m
(2112187013) (2112187073)
87
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Dari hasil perhitungan didapat: ➢ Elevasi mercu bendung
: 76,50
➢ Elevasi muka air di hilir
: 73,16
➢ Elevasi muka air di atas bendung
: 76,50 + 1,575 = 78,075
➢ Elevasi garis energi
: 76,50 + 1,775 = 78,275
Gambar 3.3 Gambar Kolam Olak Tipe V Lughter Sumber : Kriteria Perencanaa-02 Bangunan Utama
3.3
Perhitungan Back Water Curve Yang dimaksud dengan Back water curve adalah curve untuk mengetahui
sampai dimana pengaruh kenaikan muka air setelah ada pengempangan oleh bendung di hulu bendung’ Untuk praktisnya dipakai ℎ
Rumus: L
= 2.
Dimana: L
= Panjang pengaruh pengempangan ke arah udik dihitung dari
𝑖
air bendung i
= Kemiringan dasar saluran dalam arah memanjang
h
= Tinggi air diatas mercu
i
= 0,0041
h
=1,575
Jadi, L = 2 . (1,575 / 0,0041) = 768,2927 m
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
88
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
3.4
Tinggi Jagaan Tinggi jagaan di kai bendung dihitung dengan rumus: hf
= 0,10 . (v + y2)
V
= V2 . g . (Z1 – 0,5 . h)
Y2
= 0,50 . y1 . ( √1 + 8. 𝐹𝑟 2 − 1 )
Y1
= Q . √𝐵𝑒
Dimana : hf
= Tinggi Jagaan (m)
V
= Kecepatan aliran di kaki bendung (m /dt)
Y2
= tinggi muka air di sebelah hilir ruang olak (m)
g
= Percepatan gravitasi (m /det2)
Z1
= tinggi terjun (m)
h
= Tinggi air diatas mercu (m)
Y1
= Tinggi muka air di kaki bendung (m)
Fr
= bilangan frounde =
Q
= Debit rencana banjir (m3 / det)
Be
= Lebar efektif bendung (m)
Hd
= Elevasi tinggi muka air di atas mercu–elevasi mercu bendung
𝑉 √𝑔 .𝑦1
= 78,075 -76,50 = 1,575 m
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
89
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
H = z = Elevasi mercu bendung + Hd – elevasi kolam olak = 76,50 + 1,575 – 70,00 = 8,075 m V1
= √2 . 9,81 . (8,075 – 0,5 . 1,575) = 11,957 m /det
Y1
= Q / (V1 + B) = 100 / (11,957 . 19) = 0,44 m
Maka kecepatan aliran dikali bendung adalah : V
= √2 . g . (H – y1) =√2 . 9,81 . (8,075 – 0,44) = 12,239 m /det
Menghitung bilangan Frounde: Fr
= V / (g . y1) = 12,239 / (9,81 . 0,44) = 5,89 m
Menghitung y2 Y2 / y1 = ½ . {√1 + 8 . (Fr)2 – 1} Y2 / y1 = ½ . {√1 + 8 . (5,89)2 – 1} = 8,335 m Maka, Y2
= 8,335 . 0,44 = 3,667 m
Jadi, tinggi jagaan di kaki bendung adalah : hf
= 0,10 . (V + y2) = 0,10 . (12,239 + 3,667) = 1,591 m
Tinggi jagaan (hf) = 2 m
3.5
Perhitungan Lantai Muka Bendung Lantai muka bendung sebenarnya tidak mutlak diperlukan dalam perencanaan
bendung. Pada saat air dibendung maka akan terjadi perbedaan tinggi energi air dibelakang dengan di depan bendung, hal ini akan menimbulkan perbedaan tekanan. Efek dari perbedaan tekanan ini akan mengakibatkan aliran dibawah bendung akan menekan butir-butir tanah. Bila tekanan ini cukup besar untuk mendesak butirbutir tanah tersebut lama kelamaan akan menimbulkan penggerusan di ujung belakang bendung.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
90
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Pada waktu pengaliran, dibawah bendung akan terjadi hambatan-hambatan karena adanya gesekan-gesekan. Hambatan-hambatan yang paling kecil yaitu pada bidang kontak antara bangunan tanah yang disebut dengan istilah CREEP LINE. Makin pendek Creep line, makin kecil hambatannya dan makin besar tekanan yang ditimbulkan di ujung belakang bendung, demikian pula sebaliknya agar tekanan kecil maka diusahakan creep line diperpanjang antara lain dengan memberi lantai muka. Teori bligh digunakan untuk mencari panjangnya lantai muka. Bligh berpendapat bahwa besarnya perbedaan tekanan di jalur pengaliran adalah sebanding dengan panjangnya jalan air dan dinyatakan sebagai berikut: 𝐿
∆H = 𝐶 Dimana :
∆H
: Beda tinggi tekanan (m) L
: Panjang Creep line (m)
C
: Creep Ratio
Agar konstruksi aman terhadap tekanan air maka : ∆H
H * C Tabel 3.4 Jenis Tanah
1
Pasir sangat halus
8.5
18
2
Pasir halus
7
15
3
Pasir sedang
6
-
4
Pasir kasar
5
12
5
Kerikil halus
4
-
6
Kerikil sedang
3.5
-
7
Kerikil campur pasir
-
9
8
Kerikil kasar (batu kecil)
3
-
9
Boulder (batu kecil,kerikil kasar)
2.5
-
10
Boulder (batu kecil,kerikil)
-
4-6
11
Lempung lunak
3
-
12
Lempung sedang
1.8
-
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
91
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
13
Lempung keras
1.8
-
14
Lempung sangat keras (cadas)
1.6
-
Diasumsikan jenis tanah dibawah bendung adalah batuan kecil dan kerikil maka dari tabel Weighted Creep Ratio didapat C = 4 sampai 6 (diambil 5). Untuk mencari panjangnya lantai muka, dilakukan perhitung sebagai berikut: H banjir
= 1,117 m
H yang ditentukan harus lebih besar dari pada H banjir, maka H’ = 2,00 m Lmin
= H’.C =2,00 X 5 = 10
Jadi panjang lantai muka yang digunakan adalah Lmin = 10 m.
3.6
Perhitungan Seepage Untuk memperkirakan besarnya filtrasi yang mengalir melalui pondasi bendung
yang didasarkan, pada jaringan ‘trayektori’ naliran filtrasi dapat dihitung dengan rumus : Q = K . H. (n.f )/ n Dimana : Q
= kapasitas rembesan
H
= tinggi air maksimum
Nf
= angka pembagi ‘trayektori’ aliran
Np
= angka pembagi dari garis ‘wquipotensia’
K
= koefisien filtrasi
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
92
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Gambar 3.4 Bentuk Aliran (Flownet) Sumber: Kriteria Perencanaan-02 Bangunan Utama
Besarnya debit rembesan (seepage) yang lewat di dasar tubuh bendung adalah sebagai berikut: Berdasarkan bentuk aliran (Flownet) di dasar tubuh didapat: Nf
=4
Np
= 13
L
= 4180 cm
Koefisien filtrasi (K)
: 2,17 𝑥 10−4 cm/det
Tinggi air maksimum (h): 508 cm 𝑄 = (2,17 𝑥 10−4 ).508.(4/13).4180 = 141,78
3.7
Perhitungan Stabilitas Bendung Anggapan – anggapan dalam perhitungan stabilitas bendung dipakai untuk
menyederhanakan dan memudahkan perhitungan tanpa mengurangi hakekat dari perhtungan itu sendiri, maka diadakan anggapan-anggapan sebagai berikut: a) Untuk peninjauan stabilitas bendung,yang perlu ditinjau adalah potongan potongan yang paling lemah b) Titik guling pada peninjauan stabilitas yang ditinjau adalah titik 2. c) Konstruksi bagian depan bendung akan penuh oleh endapan lumpur setinggi mercu bendung
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
93
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
d) Stabilitas ditinjau dalam 2 keadaan yaitu : -keadaan air debit rendah -keadaan air debit banjir Gaya –gaya tersebut akan bekerja pada bangunan, sehingga tercapai syarat – syarat stabilitas. Syarat-syarat stabilitas dapat dipenuhi apabila : 1) Tidak boleh ada regangan tarik pada konstruksi batu kali.ini berarti eksentrisitas resultan gaya harus lebih kecil dari 1/6 lebar bendung. 2) omen tahanan guling (Mt)harus lebih besar dari momen guling (Mg) dengan angka keamanan > 1,5 – 2. 3) Konstruksi tidak boleh bergeser,maka harus ada angka faktor keamanan terhadap geser diambil 1,5 – 2i. 4) Tegangan tanah yang terjadi tidak boleh melebih tegangan yang diizinkan. 5) Setiap titik pada konstruksi tidak boleh terangkat oleh gaya keatas (Uplift force) Salah satu persyaratan keamanan bendung yaitu harus stabil terhadap geser, guling, piping dan daya dukung tanah. Untuk itu harus dihitung gaya-gaya yang bekerja pada bangunan. Jenis-jenis pembebanan : ✓ Beban mati (G) akibat berat sendiri bendung. ✓ Tekanan tanah/lumpur (T). ✓ Tekanan hidrostatis normal (Sn)terdiri dari tekanan air normal dan uplift pressure. ✓ Tekanan hidrostatis banjir (Sb) terdiri dari tekanan air banjir dan uplift pressure. ✓ Gaya gempa (Eq).
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
94
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Tabel 3.5 Tabel Faktor Keamanan
Keamanan
Faktor keamanan untuk kombinasi pembebanan
Terhadap
G + E + Sn
G + E + Sn + Sq
G + E + Eq
G + E + Sb +Eq
Guling
FG ≥ 1.5
FG ≥ 1.3
FG ≥ 1.3
FG ≥ 1.3
Geser
FS ≥ 1.5
FS ≥ 1.3
FS ≥ 1.3
FS ≥ 1.3
Eksentrisitas
E ≤ B /6
E ≤ B /6
E ≤ B /6
E ≤ B /6
Daya dukung ᵟt < ᵟt
ᵟt < ᵟt
ᵟt < ᵟt
ᵟt < ᵟt
Tanah
-
-
-
-
Gaya-gaya yang disebutkan diatas akan bekerja pada bangunan, sehingga tercapai syarat-syarat stabilitas.Syarat-syarat stabilitas dapat dipenuhi apabila : 1) Tidak boleh ada regangan tarik pada konstruksi batu kali.
Ini berarti
eksentrisitas resultan gaya harus lebih kecil dari 1/6 lebar bendung. 2) Momen tahan guling (Mt) harus lebih besar dari momen guling (Mg) dengan angka keamanan > 1.5 -2. 𝑀𝑡
𝑆𝐹 = ∑ 𝑀𝑔 3) Konstruksi tidak boleh bergerser,maka harus ada angka faktor keamanan terhadap geser diambil 1.5 -2. 𝑉
𝑆𝐹 = ∑ 𝐻 𝑋 𝑓 Dimana: f adalah faktor geser (diasumsikan 0.4 ) 4) Tegangan tanah yang terjadi tidak boleh melebihi tegangan yang diizinkan. 5) Setiap titik pada konstruksi tidak boleh terangkat oleh gaya ke atas (uplift force). 3.7.1.
Berat tubuh bendung Tubuh bendung di rencanakan terbuat dari beton (Ƴpasangan= 2.4 t/𝑚3 ). Perhitungan gaya berat dilakukan dengan jalan membuat atau membagi tubuh bendung atas sejumlah segmen. Gaya berat ini berarah vertikal dan bekerja pada
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
95
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
titik berat konstruksi. Untuk mempermudah perhitungan, biasanya penampang dibagi-bagi dalam beberapa bagian dengan bentuk geometris sederhana.
Gambar 3.5 Bentuk Geometris Sederhana Sumber: Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis, 2002 Tabel 3.6 Perhitungan Gaya Akibat Berat Sendiri
Bagian
1
2
Luas (m2)
Berat (ton)
½ x 1 x 3.5 =
1.75 x 1 x 2.4 =
1.75
4.2
3.5 x 4 = 14
14 x 1 x 2.4 =
x (m)
y
Sx
Sy (tm)
(m)
(tm)
10.13
7.77
42.55
32.63
7.8
8.35
262.1
280.56
3.2
7.77
52.45
127.35
6.5
4.05
147.55
91.94
0.7
3.87
2.03
11.22
10.05
2.3
86.83
19.872
33.6 3
4
5
6
½ x 3.9 x 3.5
6.83 x 1 x 2.4 =
= 6.83
16.39
1.1 x 8.6 =
9.46 x 1 x 2.4 =
9.46
22.70
½ x 1.1 x 2.2
1.21 x 1 x 2.4 =
= 1.21
2.90
2.4 x 1.5 = 3.6
3.6 x 1 x 2.4 = 8.64
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
96
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
7
8
½ x 0.5 x 2.4
0.6 x 1 x 2.4 =
= 0.6
1.44
1.5 x 5.8 = 8.7
8.7 x 1 x 2.4 =
8.97
1.9
12.92
2.736
2.9
2.75
60.55
57.42
1.9
1
34.66
18.24
701.64
641.97
20.88 9
2 x 3.8 = 7.6
7.6 x 1 x 2.4 = 18.24
Jumlah
∑ A = 53.75
∑ G = 128.99
Menghitung titik tangkap stastis momen terhadap potongan I-I
3.7.2.
∑ 𝑆𝑥
Y
= ∑ 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡
y
= ∑ sx / ∑ G = 701.64 / 128.99 = 5.44 m
x
= ∑ 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡
x
= ∑ sy / ∑ G = 641.97 / 128.99 = 4.98 m
∑ 𝑆𝑥
Akibat Tekanan Lumpur
Ka
= (1 – sin 30 / 1 + sin 30)
P1
= ½ . ɣ sub . h2 . Ka = ½ . 0.6 . (3.52) . 0.333
P2
= 0.333
= 1.225 ton
= ½ . ɣ sub . h . b = ½ . 0.6 . 3.5 . 1
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
= 1.05 ton
(2112187013) (2112187073)
97
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
3.7.3.
Gaya Hidrostatis Ada dua kondisi yang perlu ditinjau pada perhitungan hidrostatis, yaitu kondisi muka air dengan debit rendah (normal) dan kondisi muka air dengan debit banjir (air di atas mercu maksimum). ɣAir : 1 ton/m3 pada saat debit rendah perhitungan gaya hidrostatis tergantung kepada bentuk geometrik bendung. Kondisi air normal :
ɣAir
: 1 ton/m3
w1
= ½ . ɣAir . h2 = ½ . 1 . 3.52
w2
= 6.125 ton
= ½ . ɣAir . b . h = ½ . 1 . 1 . 3.52
= 1.75 ton
Kondisi air banjir :
Gambar 3.6 Kondisi Air Banjir
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
98
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
w1
= ½ . ɣAir . h2 = ½ . 1 . 3.52
w2
= 6.125 ton
= ɣw . hd . h = 1 . 1.58 . 3.5
w3
= ½ . ɣw . b . h = ½ . 1 . 1 . 3.5
w4
= 1.58 ton
= ½ . ɣw . h2 . b’ = ½ . 1 . 5.6 . 4.99
w6
= 13.972 ton
= ½ . ɣw . h22 = ½ . 1 . 4.992
wH
= 1.75 ton
= ɣw . b . hd = 1 . 1 . 1.58
w5
= 5.53 ton
= 12.45 ton
= w1 + w2 – w6 = 6.125 + 5.53–12.45 = -0.795 ton
wv
= w3 + w4 + w5 = 1.75 + 1.58+13.972 = 17.302 ton
3.7.4.
Akibat Tekanan Tanah Pada bidang kontak di bawah bendung terdiri dari pasir lepas dan alluvial Φ
= 30o ; ɣt
ɣsub
= ɣt - ɣsub
= 1.6 t/m3
= 1.6 – 1 Pa
= 0.6 t/m3
= ½ . ɣsub . h32 . Ka = ½ . 0,6 . (3,5)2 . 0.333= 1.22 ton
Pp
= ½ . ɣsub . h42 . Kp = ½ . 0.6 . (7.41)2 . 3 = 49.42 ton
Kp
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
= 1 / Ka = 1 / 0.333 = 3
(2112187013) (2112187073)
99
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
3.7.5.
Gaya Angkat (Uplift Pressure) Untuk menentukan besarnya gaya angkat harus dicari tekanan pada tiap-tiap titik sudut, baru kemudian dihitung besarnya gaya yang bekerja pada tiap-tiap bidang. Besarnya tekanan di sudut titik dinyatakan oleh persamaan berikut: 𝐔𝑥 = 𝐔𝑥 −
𝐋𝑥 𝐗 ∆𝐇 ∑𝐋 𝟏
𝐋x = 𝐋 v + ( 𝟑 × 𝐋 H ) Dimana : 𝐔𝑥
= gaya tekan terkena ke atas di titik x (kg/m)
𝐇𝑥
= tinggi energi di udik bandung ( m )
𝐋𝑥
= jarak sepanjang bidang kontak dari udik sampai titik x ( m )
L
= panjang total bidang kontak ( m )
∆𝐇
= beda tinggi energi ( m )
𝐋𝑣
= panjang bidang vertikal ( m )
𝐋ℎ
= panjang bidang horizontal ( m )
Gaya yang bekerja akibat uplift pressure dianggap 70% dari hasil perhitungan. Pada perhitungan ini juga di tinjau dari dua keadaan, yaitu keadaan air debit rendah ( normal ) dan keadaan debit banjir. Ditinjau dari 2 kondisi : 1. Kondisi muka air normal 2. Kondisi muka air banjir ∆𝐇 Normal
= 76.50 -70.00
=6,5 m
∆𝐇 Banjir
= 78.08 – 74.99
=3.09 m
Jumlah panjang creep line ∑ 𝐋
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
= 41.281 m
(2112187013) (2112187073)
100
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
1. Kondisi muka air normal Tabel 3.7 Kondisi Muka Air Normal
Titik
𝐇𝑥 ( 𝑚 )
𝐋𝑥 ( 𝑚 )
𝐋𝑥 / ( 𝑚 )
𝐕𝑥 ( 𝑡/𝑚2 )
A
5.00
18.68
2.94
2.06
B
7.00
20.68
3.26
3.74
C
7.00
22.18
3.49
3.51
D
4.60
24.58
3.87
0.73
E
4.60
27.58
4.38
0.26
F
6.10
29.08
4.56
1/52
G
6.10
31.08
4.89
1.21
H
8.10
33.08
5.21
2.89
I
8.10
36.88
5.82
2.29
Gaya – gaya uplift vertical Bidang B – C 𝐔𝑉1
= 1,5 . 3,51 . 1
= 5,265 t
𝐔𝑉2
= ½ . 0,23 . 1,5 . 1
= 0,173 t
Bidang D – E
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
𝐔𝑉3
= 3 . 0,26 . 1
= 0,78 t
𝐔𝑉4
= ½ . 0,47 . 3 . 1
= 0,705 t
(2112187013) (2112187073)
101
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Bidang F – G 𝐔𝑉5
= 2 . 1,21 . 1
= 2,42 t
𝐔𝑉6
= ½ . 0,31 . 2 . 1
= 0,31 t
Bidang H – I
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
𝐔𝑉7
= 3,8 . 2,29 . 1
= 8,702 t
𝐔𝑉8
= ½ . 0,6 . 3,8 . 1
= 1,14 t
(2112187013) (2112187073)
102
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Garis kerja gaya uplift pressure terhadap potongan 1-1 Tabel 3.8 Garis Kerja Gaya Uplift Pressure Terhadap Potongan 1-1 Kondisi Air Normal
Komponen gaya
Up (ton)
X (m)
Sy (t/m)
Uv1
5.625
10.05
52.91
Uv2
0.173
10.30
1.78
Uv3
0.78
7.30
5.69
Uv4
0.705
7.80
5.5
Uv5
2.42
4.80
11.62
Uv6
0.31
5.13
1.59
Uv7
8.702
1.9
16.53
Uv8
1.12
2.53
2.88
∑
= 19.495
= 98.50
Gaya Efektif 70%. 19,495 = 13.64 t/m 70%. 68,95
= 68.95 t/m
Garis kerja gaya terhadap potongan 1-1 X
= ∑ sy / ∑vp = 68.95 / 13.65 = 5.05 m
Gaya-gaya uplift horizontal Bidang A-B 2.06
A
UH1
UH1 = 2,4 * 2.06 * 1= 4.944 t 2.4
UH2 = ½ * 1.68 * 2.4 * 1= 2.016t
UH2
3.74
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
B
(2112187013) (2112187073)
103
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
1.68 Bidang C-D
2.78 3.51
C
UH4
2.4
UH3 = 2,4 * 0.73 * 1= -1.752 t UH4 = ½ * 1.68 * 2.4 * 1= 2.016t
UH3
0.73
D
Bidang E-F 2.06
E
UH5
UH5 = 1,5 * 0.26 * 1= 0.39 t 1.5
UH6 = ½ * 1,26 * 1.5 * 1= 0.945t
UH6
1.52 F 1.26 Bidang G-H 1.21
G
UH7
UH7 = 2 * 1,21 * 1 2
= 0.39 t
UH8 = ½ * 1.68 * 2 * 1= 1.68 t
UH8
2.89 H 1.68
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
104
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Garis kerja gaya uplift pressure terhadap potongan A-A Tabel 3.9 Garis Kerja Gaya Uplift Pressure Terhadap Potongan A-A Kondisi Air Normal
Komponen gaya
Up (ton)
Y (m)
Sy (t/m)
UH1
4.994
2.3
11.486
UH1
2.016
1.77
3.568
UH1
-1.752
2.3
-4.030
UH1
-3.336
1.77
-5.905
UH1
0.39
2.75
1.073
UH1
0.945
2.67
2.523
UH1
2.42
1
2.42
UH1
1.68
0.67
1.126
∑
= 7.357
=12.261
Gaya Efektif 70% * 7.357 = 13.64 t/m 70% * 12.261
= 8.583 t/m
Garis kerja gaya terhadap potongan 1-1 X
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
= ∑ sx / ∑vH = 8.583 / 5.150 = 1.667 m
(2112187013) (2112187073)
105
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
2. Kondisi muka air banjir Tabel 3.10 Kondisi Muka Air Banjir
Titik
Hx (m)
Lx (m)
(Lx/∑L) x ∆H
Vx (t/m2)
A
6.18
18.68
1.398
4.782
B
8.58
20.68
1.548
7.032
C
8.58
22.18
1.660
6.920
D
6.18
24.58
1.840
4.340
E
6.18
27.58
2.064
4.116
F
7.68
29.98
2.177
5.503
G
7.68
31.08
2.326
5.354
H
9.68
33.08
2.476
7.204
I
9.68
36.88
2.761
6.919
Gaya-gaya uplift Vertikal Bidang B-C 1,5
B
C
Uv1 = 1.5 * 6.920 * 1 = 10.38 t Uv2= ½ * 0.112 * 1.5 * 1= 0.084 t 6.920 V1
0.112
7.032 V2
Bidang D-E D
3
E
Uv1= 3 * 4.116 * 1 = 12.348 t Uv2= ½ * 0.224 * 13 * 1= 0.336 t 4.116 V3
0.112
4.340 V4 MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
106
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Bidang F-G F
2
G
Uv5
= 2 * 5.354 * 1 = 10.708 t
Uv6
= ½ * 0.149 * 2 * 1= 0.149 t
Uv7
= 3.8 * 6.919 * 1 = 26.292 t
Uv8
= ½ * 0.29 * 3.8 * 1= 0.551 t
5.354 V5
0.149
5.503 V6
Bidang H-I 3.8
H
I
6.919 V7
0.29
7.209 V8
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
107
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Gaya kerja gaya uplift pressure terhadap potongan I-I Tabel 3.11 Gaya kerja gaya uplift pressure terhadap potongan I-I Kondisi Air Banjir
Komponen
Up (ton)
X (m)
Sy (t/m)
Uv1
10.38
10.05
104.319
Uv2
0.084
10.30
0.865
Uv3
12.348
7.30
90.140
Uv4
0.336
7.80
2.621
Uv5
10.708
4.80
51.398
Uv6
0.149
5.13
0.764
Uv7
26.292
1.9
49.955
Uv8
0.551
2.53
1.394
∑
= 60.848
gaya
= 301.456
Gaya Efektif 70% * 60.848
= 42.594 t/m
70% * 301.456
= 211.019 t/m
Garis kerja gaya terhadap potongan 1-1 = ∑ sy / ∑vp = 211.019 /42.594 = 4.954 m
X
Gaya-gaya uplift horizontal Bidang A-B 4.782
A
UH1
UH1 = 2,4 * 4.782 * 1= 11.477 t 2.4
UH2 = ½ * 2.25 * 2.4 * 1= 2.7 t
UH2
7.032 B 2.25 Bidang C-D 2.58 MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
108
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
C
6.920 UH4
2.4
UH3 = 2,4 * 4.340 * 1 = -1.752 t UH4 = ½ * 2.58 * 2.4 * 1= 2.016 t
UH3
D
4.340
Bidang E-F 4.116
E UH5 = 1.5 * 4.116 * 1= 0,39 t
UH5
UH6 = ½ *1.387 * 1,5 * 1= 0,945 t
1.5
UH6 5.503
F 1.387
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
109
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
5,354
G
UH7
UH7 = 2 . 5,354 . 1 = 10,708 t UH8 = ½ . 1,855 . 2 . 1 = 1,855 t 2
UH8 H 1,855
Garis kerja gaya uplift pressure terhadap potongan A - A
Tabel 3.12 Garis Kerja Gaya Uplift Pressure Terhadap Potongan A-A Kondisi Air Banjir Komponen gaya UH1 UH2 UH3 UH4 UH5 UH6 UH7 UH8 Ʃ
Up (ton) 11.477 2.7 10.416 3.096 6.174 1.040 10.708 1.855 = 47.466
Y (m) 2.3 1.77 2.3 1.77 2.75 2.67 1 0.67
Sy (t/m) 26.397 4.779 23.957 5.480 16.979 2.777 10.708 1.243 = 92.32
Gaya efektif 70% . 47,466 = 33,226 t/m 70% . 92.32 = 64,624 t/m
Garis kerja gaya terhadap potongan I - I y
= Ʃ sx / Ʃ vH = 64,624/ 33,226 = 1,945 m
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
110
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
6. Kontrol Stabilitas Kondisi air normal Gaya-gaya dan garisVertikal kerja dan Garis Kerja Kondisi Air Normal Tabel vertikal 3.14 Gaya-Gaya Gaya vertikal G P1 W1 70 % UP Tanpa UP, ƩV Dengan UP, ƩV
V ( ton ) 128.99 1.225 6.125 -13.65 136.165 122.515
x ( cm ) 4.98 10.3 10.3 5.05
Sy ( tm ) 641.97 12.618 63.086 68.95 715.871 784.821
Jarak garis kerja gaya vertikal terhadap garis I - I x = 715.871 / 136.165 = 5.257 m x' = 784.821 / 122.515 = 6.406 m 3.13 Gaya-Gaya Horizontal dan Garis Kerja Kondisi Air Normal Gaya-gayaTabel horizontal dan garis kerja Gaya vertikal H ( ton ) y ( cm ) Sx ( tm )
P2 W2 Pa Pp 70 % UP
1.05 5.53 1.22 -49.42 -13.65
Tanpa UP, ƩV Dengan UP, ƩV
-41.445 1.149
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
7.825 8.35 1.7 2.47 5.05
9.586 46.176 2.074 122.067 68.95
179.903 244.527
111
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Jarak garis kerja gaya vertikal terhadap garis I - I y
= 179.903 / -41.445 = -41.445 m
y'
= 244.527 / 1.149 = 212.817 m
Kontrol terhadap eksentrisitas B = 10.8 ; ½ B = 5.4 m X1 = B - x = 10.8 - 5.257 = 5.543 m e = ( ƩH . Y - ƩV . X1 ) / ƩV = (-41,445 . -41,341) - (136,165 . 5,543) / 136,165 = -4,222 m ≤ 1/6 B Jumlah gaya vertikal jatuh di daerah kern Ok! Kontrol terhadap geser Syarat Fgs ≥ 1,5 =ɸ
Koef. Geser . F
= 30° = 0.577 Fgs
= ( ƩV . f ) / ƩH
≥ 1,5
= (136,165 . 0,577) / -41.445 = 1,896
Ok!
Kontrol terhadap guling Titik guling adalah I Momen guling : Mg
= ƩH . y = 41.445 x 4.341 = 179.913 t.m
Momen Resistance : MR
= ƩV ( B - X ) = 136.165 . ( 10.8 - 5.257 ) = 754.763 t.m
Fgl
= 754.763 / 179.913 = 4.195 m
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
≥ 2,4 Ok!
112
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Kontrol terhadap amblas γt = 1.6 t/m3 ; ɸ = 30° ;C=2 Pers. Terzaghi : q ult = C . Nc + γ Nq . Df + ½ . B . γ . Nγ Dari grafik terzaghi diperoleh : Nc = 38 Df = 70.40 - 66.40
; Nγ = 20
; Nq = 23,5
= 4 ( dari gbr )
q ult
= (2 . 38) + (1,6 . 23,5 . 4) + (1/2 / 10,8 . 1,6 . 20)
q all
= 399,2 t/m3 = σt = q ult / 3 = 399,2 / 3
σ1.2
133,067 t/m3 = ƩV / A ± ƩM / W = 10.8 m2
A
= 10.8 x 1
W
= 1/6 . B . L
2
2
= 1/6 . (10.8) . 1 3
= 19.44 m ƩM = (Ʃ H . y) - (ƩV . x1 ) = (-41.445 - -4.341) - (136.165 . 5.543) = -574.850 t.m σ 1 . 2 = (136.165 / 10.8) ± (-574.850 / 19.44) σ 1 . 2 = 12.608 ± -29.570 σ1
= 12.608 - 29.570
= -16.962 t/m2
σ 2 = 12.608 + 29.570 = 42.178 t/m2 Konstruksi tubuh bendungan aman terhadap amblas
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
113
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Kondisi air banjir Gaya-gaya vertikal dan garis kerja Tabel 3.16 Gaya-Gaya Vertikal dan Garis Kerja Kondisi Air Banjir Gaya vertikal G P1 W3 W4 W5 70 % UP Tanpa UP, ƩV Dengan UP, ƩV
V ( ton ) 128.99 1.225 1.75 1.58 13.972 42.594 147.342 189.936
x ( cm ) 4.98 10.3 10.467 10.467 3.733 4.954
Sy ( tm ) 641.97 12.618 18.317 16.538 52.157 211.011 739.797 950.808
Jarak garis kerja gaya vertikal terhadap garis I - I x = 739.797 / 147.342 = 5.021 m x' = 950.808 / 189.936 = 5.006 m Tabel 3.15 Gaya-Gaya dan Garis Kerja Kondisi Air Banjir Gaya-gaya horizontal dan garisHorizontal kerja Gaya vertikal H ( ton ) y ( cm ) Sx ( tm )
P2 W1 W2 W6 Pa Pp 70 % UP
1.05 6.125 5.53 12.45 1.22 -49.42 33.326
Tanpa UP, ƩV Dengan UP, ƩV
-22.87 10.456
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
7.825 7.767 7.767 5.263 1.7 2.47 1.945
9.586 47.573 42.952 65.524 2.074 122.067 64.625
289.776 354.401
114
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Jarak garis kerja gaya vertikal terhadap garis I - I y
= 289.776 / -22.87 = -12.67 m
y'
= 354.401 / 10.456 = 33.895 m
Kontrol terhadap eksentrisitas B = 10.8 ; ½ B = 5.4 m X1 = B - x = 10.8 - 5.021 e = ( ƩH . Y - ƩV . X1 ) / ƩV
= 5.779 m
= (-22.87 . -12.671) - (147.342 . 5,779) / 147,342 = -3,616 m ≤ 1/6 B Jumlah gaya vertikal jatuh di daerah kern Ok! Kontrol terhadap geser Syarat Fgs ≥ 1,5 =ɸ
Koef. Geser . F
= 30° = 0.577 Fgs = ( ƩV . f ) / ƩH
≥ 1,5
= (147,342 . 0,577) / 22.87 = 3,717
Ok!
Kontrol terhadap guling Titik guling adalah I Momen guling : Mg
= ƩH . y = 21,87 x 12,671 = 277,115 t.m
Momen Resistance : MR
= ƩV ( B - X ) = 147,342 . ( 10.8 - 5.021 ) = 851.489 t.m
Fgl
= 851,489 / 277,115 = 3.073 m
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
≥ 2,4 Ok! 115
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
Kontrol terhadap amblas Pers. Terzhagi : Pers. Terzaghi :
q ult
= C / Nc + 𝛾 . Nq . Df + ½ . B . 𝛾 . N𝛾
Dari grafik Terzhagi diperoleh :Nc = 38;
N = 20;
Df = 70.40 – 66.40 q ult
Nq = 23,5
= 4 (dari gbr)
= (2.38) + (1,6.23,5.4) + (1/2.10,8.1,6.20) = 399,2 t/m3
q all
= 𝜎t
= q ult / 3 = 399,2 / 3
= 133,067 t/m3
𝜎 1,2 = ∑ 𝑉 / A ± ∑ 𝑀 / W A
= 10,8 x 1
W
= 1/6 . B2 . L
= 10,8 m2
= 1/6 . (10,8)2 . 1= 19,44 m3 M
= ( H . y ) – ( V . x1) = (-22,87 – 12,671) – (147,342 – 5,779) = - 561,704 t.m
𝜎 1,2 = (147,342 / 10,8) ± (-561,704 / 19,44) 𝜎 1,2 = 13.643 ± - 28.894 𝜎1
= 13.643 – 28.894
= -15.251 t/m2
𝜎2
= 13.643 + 28.894
= 42.537 t/m2
Konstruksi tubuh bendung aman terhadap amblas • Perhitungan Pintu Masuk atau Intake Air yang masuk ke saluran lewat ambang pengambilan dianggap sebagai pengaliran lewat ambang lebar dengan pelimpah sempurna dan persamaan pengaliran dipakai adalah : Q = 0.385 . 𝜇 . b . (h+k) . √2 . 𝑔 . (ℎ + 𝑘) Dimana :
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
Q
= debit irigasi
atau m
= koefisien pengaliran
(2112187013) (2112187073)
116
PTS-UNIVERSITAS SANGGA BUANA JURUSAN TEKNIK SIPIL
b
= lebar pintu pemasukan / intake
h
= tinggi bukaan maksimum
g
= percepatan gravitasi
h1
= kedalaman air hilir pintu (di belakang pintu) = 2/3 * h
Dengan :
K=
𝑉𝑜2 2𝑔
→ dianggap nol
Sehingga : Q
= 0.385 . 𝜇 . b . h . √2 . 𝑔 . ℎ
B
= 0.385 .𝜇 .b .h .√2 .𝑔 .ℎ
B
= (9.3) / (0.385 x 0.63 x 1.5 x 0.8 x (2 x 9.81 x 0.8)0.5
𝑄
= 8.07 Jadi, dipakai lebar pintu pengambilan = 8,07 m Lebar pintu pengambilan
= 60% x intake = 60 % x 8,07 = 4,842 > 1,5 Ok.
Untuk endapan dibawah sungai berupa batu-batuan dan kerikil, maka jarak minimal antara tinggi dasar pintu pengambilan dan dasar pintu penguras : 1,5m.
MUHAMMAD FARHAN F FAKHRI ABDILLAH H
(2112187013) (2112187073)
117
