Download - Bab IV Bangunan Pengambilan Dan Pembilas
BAB IV
BANGUNAN PENGAMBILAN (INTAKE) DAN
BANGUNAN PEMBILAS
4.1 Bangunan Pengambilan (Intake)
Bangunan pengambilan berfungsi untuk mengambil air dari sungai dalam
jumlah yang diinginkan. Pengambilan dibuat dekat dengan bangunan pembilas dan as
bendung. Bangunan pengambilan dilengkapi dengan pintu dan bagian depannya
terbuka untuk menjaga jika terjadi muka air tinggi selama banjir. Besarnya bukaan
pintu bergantung kepada kecepatan aliran masuk yang diizinkan. Kecepatan ini
bergantung kepada ukuran butir bahan yang dapat diangkut.
Elevasi ambang bangunan pengambilan ditentukan dari tinggi dasar sungai.
Tinggi ambang (p) direncanakan diatas dasar sungai dengan ketentuan sebagai berikut :
- 0,50 m jika sungai hanya mengangkut lanau
- 0,50 ~ 1,00 m jika sungai juga mengangkut pasir dan kerikil
- 1,00 ~ 1,50 m jika sungai juga mengangkut batu – batu bongkah
Hal tersebut diatas dimaksudkan agar sedimen – sedimen seperti lanau, pasir, kerikil,
dan batu tidak ikut terbawa kedalam saluran pengambilan.
Gambar 4.1 Skema Bentuk Bangunan Pengambilan
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 85
Ketentuan:
Kecepatan aliran adalah 0,6 m/dtk sampai 1 m/dtk
c = 0,6 untuk b < 1 m…………………………..….(1)
c = 0,7 – 0,72 untuk 1,5 < b < 2,0 ………………...(2)
Ukuran penampang
b : h = 1 : 1
b : h = 1,5 : 1
b : h = 2 : 1
Dipilih perbandingan 1 : 1
Tinggi ambang intake tergantung jenis endapannya, yaitu untuk endapan lumpur
(t = 0,5 m), pasir + kerikil (t = 0,5 – 1 m) dan bebatuan ( t = 1 – 1,5 m)
Debit pengambilan rencana (Qpr) = 3,5 m3/dt
b = h
koefisien debit (c) = 0,7 → untuk 1,5 < b < 2,0 ; untuk ambang dibulatkan
Kecepatan air (v) diambil = 1 m/dt
A =
Qv
=
3,51
=3,5 m2
A = b . h
= (h) . h = h2
h = (A)0,5
= (3,5)0,5
= 1,871 m ≈ 1,9 m
b = h
= 1,9 m ( memenuhi persyaratan (2))
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 86
Diambil lebar pintu 1,9 m
Koefisien debit (c) = 0,7 → untuk 1,5 < b < 2,0
v = c√2. g . z
z =
v2
c2 . 2 g
=
12
(0,7 )2 . 2 . 9,81
= 0,104 m
Kontrol :
Q’ = c A √2 .g . z
= c (b . h)√2. g . z
= 0,7 .(1,9 . 1,9 )√2 . 9,81 . 0,104
= 3,61 m3/dt > Q (OK!)
Keterangan :
z = kehilangan tinggi energi pada bukaan (m)
b = lebar bukaan (m)
h = tinggi bukaan (m)
Q = debit pengambilan (m3/dt)
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 87
Tinggi ambang pengambilan 0,5 sampai 1 m (pasir dan kerikil) diambil 1 m dari dasar bendung.
Gambar 4.2 Perencanaan Pintu Pengambilan (Intake)
Elevasi dasar bendung : + 220,00 m
Elevasi ambang : + 221,00 m
Elevasi muka air normal : + 223,40 m
Elevasi muka air banjir : + 225,623 m
4.1.1 Perencanaan Pintu Pengambilan (Intake)
Pada perencanaan pintu saluran intake direncanakan pintu dengan panjang
dan lebar sesuai dengan dimensi ekisting Intake yang didapat .
Diketahui data-data :
Tinggi M.A.B dari elevasi dasar sungai = 5,623 m
Tinggi ambang di bawah pintu pengambilan diambil = 1,0 m (untuk
material yang hanyut berupa batu dan kerikil)
h2 = 5,623 – 1 = 4,623 m
Pintu sekat balok yang digunakan adalah papan kayu jati dengan lebar
papan adalah 25 cm = 0,25 m
h1 = 4,623 – 0,25 = 4,373 m
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 88
Gambar 4.3 Potongan Memanjang Perencanaan Pintu Pengambilan
Tekanan yang diterima masing – masing papan :
P = 12 . γw . (h1 + h2) . h
= 12 . 1 . (4,373 + 4,623) . 0,25
= 1,125 ton/m
L = b + 12
a + 12
a
= b + a
= 1,9 + 0,15 dimana : nilai a = 0,15 m
= 2,05 m
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 89
Gambar 4.4 Tampak Atas Perencanaan Pintu Pengambilan
Momen lentur :
M =
18⋅P⋅L2
=
18⋅1 ,125⋅2,052
= 0,591 ton.m
Kayu kelas I, dengan :
σ = 1500 t/m2 ( PKKI ‘ 61 hal 6)
Kayu terendam air σ =
23 ×1500 t/m2 = 1000 t/m2
σ =
Mw
= M . xIy
=
M⋅( 12⋅t)
112
⋅h⋅t3
=
M .16⋅h ⋅ t2
t 2 =
6 Mh . σ
t = √ 6⋅0 , 5910 ,25⋅1000
t = 0,119 m = 11,9 cm ≈ 12 cm
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 90
Keterangan :
P = tekanan air di depan pintu (ton/m)
L = panjang pintu pengambilan (m)
M = momen lendutan pada pintu (ton m)
t = tebal pintu pengambilan (cm)
Gambar 4.5 Diagram Tekanan Pada Masing – Masing Papan
Dimensi Saluran Primer
Q = 3,5 m3/dt
b = 1,9 m
v = 1 m/dt
Kemiringan talud = 1 : 1
A = ½ (b + b + 2.h).h
= ½ (1,9 + 1,9 + 2.h).h
= 1,9.h + h2
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 91
Q = A.v
3,5 = (1,9.h + h2) . 1
h2 + 1,9 h – 3,5 = 0
Dengan menggunakan rumus ABC : 2a4acbb 2
,
maka didapatkan :
h = 1,148 m ≈ 1,15 m
Tinggi jagaan diambil = 0,60 m (diambil dari tabel untuk Q = 1,0 – 5,0 m3/dt )
Tinggi saluran : H = 1,15 + 0,60 = 1,75 m
Keterangan :
Q = debit pengambilan (m3/dt)
b = lebar dasar saluran (m)
h = tinggi air (m)
A = luas saluran (m2)
V = kecepatan pengambilan (m/dt)
Gambar 4.6 Sketsa Rencana Dimensi Saluran Primer
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 92
4.2 Bangunan Pembilas (Flushing Gate)
Bangunan pembilas berfungsi untuk mengurangi sebanyak mungkin benda –
benda terapung dan fraksi – fraksi sedimen kasar yang yang masuk ke jaringan saluran
irigasi. Lantai pembilas merupakan kantong tempat mengendapnya bahan – bahan
kasar di depan pembilas pengambilan. Sedimen yang terkumpul dapat dibilas dengan
membuka pintu pembilas secara berkala guna menciptakan aliran terkonsentrasi tepat
di depan pengambilan.
Lebar pintu pembilas (b) = 1,8 m (diambil dari data Bab II Perencanaan Badan
Bendung)
Rumus kecepatan yang dipakai pada pintu pembilas :
vc = 1 .5⋅c⋅√d
dimana :
vc = Kecepatan kritis yang diperlukan untuk pengurasan ( m/dt)
c = Koefisien (tergantung dari bentuk endapan). Harga koefisien 3,2 ~ 5,5
d = Diameter butir / endapan maksimum
Jadi, kecepatan pembilasan sangat ditentukan oleh diameter butir maksimum yang
lewat, dimana dianggap diameter material yang lewat (d) adalah 0,3 m dan c yang
diambil adalah 5.
Maka :
vc = 1 .5⋅c⋅√d
= 1,5 . 5 . √0,30
= 4,108 m/dt
4.2.1 Pintu Terbuka Sebagian
Rumus:
vc = c .√2 . g . z = c .√2 . g .(H - 1/2 y )
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 93
dimana :
c = koefisien (tergantung dari lebar pintu) = 0,7
y = tinggi bukaan pintu
H = M.A.N = 3,40 m
vc = c . √2 . g . z
4,108 = 0,7 . √2.9,8 . z
4,1082 = 0,72 . 2 . 9,8 . z
z = 1,757 m
z = H − 12 y
12 y = H – z
y = (3,4 – 1,757) . 2
y = 3,286 m
Gambar 4.7 Pintu Pembilas Terbuka Sebagian
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 94
Keterangan :
vc = kecepatan pembilasan (m/dt)
c = koefisien pengaliran (0.7)
y = tinggi bukaan pintu (m)
H = MAN = minimum head, tinggi minimum bukaan untuk pengurasan (m)
4.2.2 Pintu Terbuka Penuh
Bukaan penuh (tinggi bukaan untuk pengurasan)
Rumus :
Q = b⋅d⋅μ⋅√2 . g . z
Dimana :
A = b . d
= 1,8 . d
= 1,8 d
µ = 0,75
g = 9.8 m2/dt
z =
H3
Q = b ⋅d⋅ μ⋅√2⋅g⋅z
= b⋅d⋅μ⋅√2⋅g⋅H
3
= 1,8 d⋅0 .75⋅√2⋅( 9.8 )⋅
H3
= 1,8 d⋅1 , 918√H
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 95
Vc =
QA
4,108 =
1,8 d⋅1 ,918√ H1,8 d
H = 4,587 m ¿ 4,6 m (tinggi minimum untuk pengurasan/pembilasan)
z =
H3
=4,63
=1 ,533 m
d = H – z = 4,6 – 1,533 = 3,067 m ≈ 3,1 m
Gambar 4.8 Pintu Pembilas Terbuka Penuh
Keterangan :
vc = kecepatan pembilasan (m/dt)
c = koefisien pengaliran (0.7)
y = tinggi bukaan pintu (m)
H = tinggi minimum bukaan untuk pengurasan (m)
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 96
4.2.3 Pembebanan dan Perencanaan Dimensi Pintu Pembilas
Tinggi balok yang menerima beban paling besar diambil, h = 0,25 m
γw = 1 t/m3
γs = 0,6 t/m3
Ø = 30o
Ka = tan2 (45o - Ø/2) = 1/3
Akibat tekanan air
h1 = M.A.B = 5,623 m
h2 = 5,623 – 0,25 = 5,373 m
Pw =
γ air⋅(h1+ h2)2
⋅h
= 1⋅(5,623+5 , 373)
2⋅0,25
= 1,375 t/m
Akibat tekanan lumpur
h3 = 3,40 m (tinggi bendung)
h4 = 3,40 – 0,25 = 3,15 m
γ lumpur = 0.6 t/m3
Ps =
γs ⋅(h3+h4)2
⋅h
= 0 ,6 .(3,40+ 3,15 )
2⋅0,25
= 0,491 t/m
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 97
Tekanan total yang terjadi pada pintu
Ptotal = Pw + Ps
= 1,375 + 0,491
= 1,866 t/m
Momen Lentur
Lebar balok (b) = 1,8 m (untuk Q = 3,5 m3/dt)
L = b + ½ a + ½ a = b + a = 1,8 + 0,15 = 1,95 m
M =
18⋅Ptot⋅L2
=
18⋅1 ,866⋅1 , 952
= 0,9 ton.m
Dipakai Kayu Kelas I, = 1500 t/m2 ( PKKI’61 hal 6)
Kayu terendam air, =
23 x 1500 = 1000 t/m2
=
Mw
=
M16⋅h⋅t2
1000 =
0,916⋅0,25⋅t2
t = √ 0,9
1000⋅0 , 25⋅(16 )
t = 0,146 m ≈ 0,15 m = 15 cm
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 98
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 99
Keterangan :
P = tekanan air di depan pintu (t/m)
L = panjang pintu pembilas (m)
M = momen lentur pada pintu (tm)
t = tebal pintu pembilas (cm)
Perancangan Irigasi dan Bangunan Air 100