Diklat Pelatihan Teknologi

Bendung Knock Down19 Juli 2018

Balai Uji Coba Sistem Diklat SDA dan Konstruksi

Bangunan Kelengkapan Bendung

Konvensional

Saluran pembilasSaluran intake

Riprap

batu

Mercu bendung

Peredam

energi

Bangunan Kelengkapan Bendung Modular

Saluran

pembilas

Saluran

intake

Riprap

batu

Mercu bendung Peredam energi

Denah bendung

Bangunan Kelengkapan Bendung Modular

Riprap batuPeredam energi

Saluran intake Dinding kedap

Buis beton

Saluran

pembilas

Potongan memanjang bendung

+25

+25.75

+23.9

+22.9

+26.35

+23.95+23.95

27,35

+25.85

Fungsi bendung:meninggikan taraf muka air

menahan dan mengurangi laju muatan sedimen

mempertahankan dan/atau meninggikan dasar sungai

mengendalikan kemiringan dasar sungai

mengendalikan distribusi debit yang melimpah ke hilir

Perencanaan Hidraulik: menentukan tata letak, bentuk dan

dimensi hidraulik bagian- bagian bangunan yang terlewati

aliran permukaan, mencakup:

mercu dan tubuh bendung

peredam energi

bangunan pembilas

bangunan pengambil

pengaman gerusan

Fungsi Mercu/pelimpah

Fungsi mercu/pelimpah pada bendung tetap:

• Meninggikan muka air sungai, pada saat debit sungai kecil (musim kering)

• Melimpahkan debit banjir , pada saat debit sungai besar (musim hujan/banjir)

Mercu bendung harus didesain sesuai kriteria desain (parameter aliran, debit rencana, kemungkinan kavitasi dan benturan batu)

Elevasi Mercu Bendung

Faktor yang harus dipertimbangkan – untuk irigasi:

• Kebutuhan penyadapan – sawah tertinggi & tinggi tekan yang diperlukan → BB1

• Kebutuhan debit penyadapan → lebar intake

• Kebutuhan tinggi tekan untuk pembilasan –bangunan bilas/kantong sedimen

• Kesempurnaan aliran

• Peninggian muka air di udik yang diijinkan

• Kebutuhan pengendalian sedimen

Elevasi Mercu Bendung

Faktor yang harus dipertimbangkan – pengendali dasar sungai :

• Bangunan yang harus dilindungi

• Keberadaan bangunan lain - udik & hilir

• Debit sungai

• Kesempurnaan aliran

• Peninggian muka air maksimum yang diijinkan

Kebutuhan untuk pengaliran air▪ elevasi sawah yang akan diairi

▪ kehilangan tinggi energi di saluran dan alat ukur debit di petak tersier

▪ kehilangan tinggi energi di saluran antara alat ukur debit hingga bangunan sadap dan di bangunan sadap tersier

▪ kehilangan tinggi energi di saluran dan alat ukur debit sekunder

▪ kehilangan energi di bangunan sadap sekunder

▪ variasi muka air untuk eksploitasi di jaringan primer

→ Elevasi Bangunan Bagi 1 (BB1)

Kebutuhan Tinggi Muka Air di Pengambilan

Elevasi Mercu Bendung Tetap

Cara penentuan elevasi mercu:

Muka air pada Bangunan Bagi 1 El. + ….. m

Kehilangan energi alat ukur ….. m

Kehilangan energi saluran L x i saluran …... m

Kehilangan energi bangunan bilas …... m

Kehilangan energi penangkap sedimen ….. m

Kehilangan energi bangunan pengambil ….. m

_______________

Muka air normal (kebutuhan) MAN ………… m

Faktor keamanan (angin & gelombang) 0,10 m

______________

Elevasi mercu El. + …….. m

Notasi Hidraulik Pada Mercu Bendung

Lebar Bruto Mercu Bendung (Bb)

Ketentuan Lebar Mercu (Bb)

Kemampuan melewatkan banjir rencana dengan tinggi

jagaan cukup;

Batasan tinggi muka air genangan maksimum yang

diijinkan pada debit banjir desain

Apabila Bb < Bns → H >, Peredam energi terlalu mahal, q ≈12 – 14 m3/s/m

→ Hmax ≈ 3,5 – 4,5 m

Apabila Bb > 1,2 Bns → H <, Terjadi pengendapan pada sebagian mercu

Lebar bruto ( Bb): jarak antara tembok-tembok

pangkal : Bns < Bb < 1,2 Bns

13

Karakteristik Penampang Melintang Sungai

Kemiringan memanjang dasar sungai dinyatakan dengan notasi: Io

Lebar dasar sungai dinyatakan dengan notasi : b

Lebar permukaan air dinyatakan dengan notasi : B atau T

Lebar normal sungai dinyatakan dengan notasi : Bns

Kedalaman air dinyatakan dengan notasi : y atau h

Kedalaman air normal dinyatakan dengan notasi : yn

Kemiringan tebing sungai dinyatakan sebagai perbandingan antara Vertikal : Horisontal = 1 : m

1

m

Vertikal V

Horisontal H

Lebar dasar sungai : b

Lebar permukaan air : B atau T

Dalam air : y atau h

yn

Lebar normal sungai: Bns

Penampang Melintang Sungai

Lebar Netto Mercu Bendung (Bn)

Lebar netto (Bn): lebar bruto dikurangi lebarpilar : Bn = Bb – n Bp

❑ Lebar pembilas + lebar pilar (Bp)

≈ 1/6 – 1/10 Lebar bruto bendung

(untuk B sungai < 100)

❑ Lebar pilar (Bp):

▪ beton : 0,8 – 1,2 m

▪ pasangan: 1,0 – 1,5 m

❑ Lebar pintu: ≤ 2,5 m

Beff = Bn – 2(n Kp + Ka) Hi

Dimana :

n = jumlah pilar

Kp = Koef kontraksi pilar

Ka = Koef kontraksi pangkal

bendung

Hi = tinggi energi, m

Lebar Efektif Mercu

Koefisien pilar & tembok pangkal

Nilai koefisien pilar (Kp)

Pilar persegi: Kp = 0,02

Pilar bulat Kp = 0,01

Pilar runcing Kp = 0

Nilai koefisien tembok pangkal (Ka)

Bersudut 900 Ka = 0,2

Bersudut bulat 0,5 H > r > 0,15 H Ka = 0,1

Bersudut miring 450 dengan r > 0,5 H Ka = 0

Tinggi Energi Di atas Mercu

5,1

132

32 ... HBgCQ ed=

• Q = debit desain/banjir sungai (m3/s)

• Cd = koefisien pengaliran ( C0.C1.C2)

• g = percepatan gravitasi (m/s2)

• Be = lebar efektif bendung ( m )

• H = tinggi energi di atas mercu ( m)

Nilai Koefisien C0 untuk Mercu Bulat

Nilai koefisien C1

Nilai koefisien C2

Tinggi Air Di atas Mercu

• Q = debit desain/banjir sungai (m3/s)

• hu = tinggi air di udik bendung ( m)

• g = percepatan gravitasi (m/s2)

• p = tinggi pengempangan ( m)

• Beff = Lebar efektif bendung ( m )

• H = tinggi energi di atas mercu ( m)

( ) gBph

QhH

effu

u2

2

2

++=

Mercu bulat tipe PUSAIR –

Kapasitas Pelimpahan

Mercu bulat tipe PUSAIR – Tekanan Air

Persyaratan Bangunan Pelimpah

• Tekanan negatif pada bidang miring di hilir pelimpah dibatasi dengan ketentuan sebagai berikut:

o Jika mercu terbuat dari beton bertulang, p < - 4,0 m

o Jika mercu terbuat dari pasangan batu kali, p < - 1,0 m

• Tinggi energi maksimum, Hmax < 3,5 – 4,5 m

• Debit per unit lebar maksimum, q < 12 – 14 m3/s.m’

• Jari-jari mercu :

• Jika mercu terbuat dari pasangan batu r = 0,3 – 0,7 Hmax

• Jika mercu terbuat dari beton r = 0,1 - 0,7 Hmax

Tembok Pangkal dan Tembok Sayap

Tembok Pangkal & Tembok sayap

Tembok pangkal bendung (abutment) membatasi lebar mercu bendung dan berhubungan langsung dengan tembok-tembok sayap di udik dan hilir bendung.

Tembok sayap udik selanjutnya menghubungkan bendung dengan tanggul-tanggul penutup sungai.

Elevasi tembok pangkal ditentukan berdasar:

tinggi muka air udik pada debit rencana bendung dengan tinggi jagaan 1,0 – 1,5 m.

Tembok Sayap Hilir

Bentuk & dimensi tembok sayap hilir ditentukan berdasarkan :

• tipe dan dimensi peredam energi,

• geometri sungai di hilir dan sekitarnya,

• dalamnya penggerusan setempat dan degradasi,

• stabilitas tebing,

• tinggi muka air hilir pada debit rencana peredam energi dengan tinggi jagaan 0,5 – 1,0 m.

Sumbu bendung & Pengarah arus

Sumbu bendung (sumbu mercu) harus diusahakan

frontal atau tegak lurus arah aliran → aliran yang

menuju bendung terbagi rata.

Bangunan pengarah arus untuk bendung yang

ditempatkan pada bagian sungai yang tidak lurus, →

dilengkapi dengan pengarah arus berbentuk tongkat

hoki dengan tinggi bangunan ditentukan setinggi

muka air pada debit desain bangunan pelimpah.

Tembok pengarah arus ini juga berfungsi melindungi

tanggul penutup dari aliran langsung yang dapat

membahayakan kestabilan tanggul.

Bangunan Pengarah Arus Berbentuk

Tongkat Hoki atau Corong

Tongkat hoki

(hockey stick)

Bangunan Pengarah Arus Berbentuk Tongkat Hoki

Tanggul Penutup

Tinggi tanggul penutup ditentukan berdasarkan

tinggi muka air empangan dan fungsi

gelombang pada debit banjir rencana pelimpah,

dengan tinggi jagaan 1,0 – 1,5 m.

Panjang tanggul penutup ditentukan

berdasarkan cakupan arus balik (back water),

akibat pembendungan pada debit banjir

rencana.

Permasalahan Mercu Bendung

Kebutuhan air untuk jaringan pengairan tidak terpenuhi

▪ Elevasi mercu kurang tinggiPengaruh fluktuasi muka air hilir → banjir

▪ Mercu kurang tinggi → aliran tidak sempurna/aliran tenggelam

❑ Peluapan/banjir

▪ Elevasi mercu terlalu tinggi

▪ Perhitungan debit /hidrologi terlalu kecil

Pengendapan

▪ Bentang bendung terlalu lebar▪ Perhitungan debit/hidrologi terlalu besar