Download - BAB v - Bangunan Utama
BAB V
PERENCANAAN BANGUNAN UTAMA
5.1 Perencanaan Bendung dan Peredam Energi
5.1.1 Tinggi air di sungai sebelum pembendungan
Data sungai yang diketahui sebagai berikut :
Debit banjir rencana 100 tahun QT = 311,697 m3/dt
Slope memanjang sungai I = 0,0007
Koefisien kekasaran Manning sungai n = 0,04
Elevasi mercu bendung = +48,6 m
Elevasi dasar bendung = +46,343m
Lebar sungai B = 54 m
Kemiringan talud sungai ( 1 : m ) = 1 : 1
P = Elevasi mercu – Elevasi dasar sungai
= 48,6 – 46,343
= 2,257 2,3 m
5.1.2 Tinggi muka air
Perhitungan dilakukan dengan cara coba banding dengan menetapkan nilai
H sampai didapat Q ≈ QT dengan rumus berikut :
A = (B + mH)H
P = B + 2H (√1+m2)
R =
AP
V =
1n
R2 /3 I 1/2
Q = A x V
39
Tabel 5. 1 Perhitungan Tinggi Air Sebelum Pembendungan
H (m) A (m) P (m) R (m) V (m)Qhit
(m3/dt))Qmaks (m3/dt)
1 55 56,82843 0,967825 0,647173 35,59452311,69
7
1,5 83,25 58,24264 1,429365 0,839301 69,87182311,69
7
2 112 59,65685 1,877404 1,006609 112,7402311,69
7
2,5 141,25 61,07107 2,312879 1,156798 163,3978311,69
7
3 171 62,48528 2,736644 1,2941 221,2912311,69
7
3,5 201,25 63,89949 3,149477 1,421176 286,0118311,69
7
3,68552 212,6011 64,42422 3,300019 1,46611 311,6967311,69
7
Dari tabel diatas didapat tinggi air sebelum pembendungan adalah
3,68552 m.
5.1.3 Tinggi air diatas bendung (hd)
Lebar efektif bendung :
B’ = B - 10 %B
= 54 – 10 % (54)
= 48,6
Maka debit persatuan lebarnya yaitu :
qeff =
Qmax
Beff
=
311,69748 ,6
= 6,4135 m3/dt/m
Untuk mercu Ogee perhitungan dilakukan dengan cara coba banding
dengan menetapkan nilai Hd sampai didapat q ≈ qeff dengan rumus berikut :
Cd = 0,611 + 0,08 hd / P
Cd = 0,611 + 0,08 hd / 2,3
40
Y = hd + P
Y = hd + 2,3
V =
qeff
Y= 6 , 4135
hd+ 2,3
q =
Hasil perhitungan nilai hd adalah sebagai berikut :
Tabel Coba Banding HdQeff
V Y Hd Cd V2/2g q
0,80169 8 5,70000 0,809 0,033 32,770776,41351
9
0,916217 7 4,70000 0,774 0,043 23,590086,41351
9
1,06892 6 3,70000 0,740 0,058 15,875836,41351
9
1,282704 5 2,70000 0,705 0,084 9,6135426,41351
9
1,4677 4,369775 2,06978 0,683 0,110 6,4135196,41351
9
Tabel 5. 2 Perhitungan perbandingan Hd
5.1.4 Dimensi mercu bendung
Mercu direncanakan adalah OGEE VI dengan sisi bagian hulu dan sisi
bagian hilir mempunyai kemiringan 1 : 1.
Hd = 2,07 m
0,119hd = 0,25 m
41
23
Cd √2 g [(Hd + V 2
2 g )3 /2
− ( V 2
2 g )3/2]
R = 0,45hd = 0,93 m
X1,776 = 1,873hd0,776y
Mencari koordinat titik singgung pada mercu :
xn = k Hd n-1 y k = 1,873
x1,776 = 1,873 ( 2,07000,776) y n =1,776 (nilai k&n dari USBR) Kp.02
y = (
13 ,293777 ) x 1,776
y = 0,303603 x 1,776
dydx = ( 0,3003603. 1,776 ) x 0,776
dydx = 0,539199 x 0,776
0,539199 x0,776=1
x0,776 = 1,854604 (1/ 0,776)
Jadi x = 2,2166 m → y = 1,2481 m
Mercu bagian hilir dihitung dengan table berikut :
Tabel 5.3 Perhitungan Permukaan Mercu Bagian Hilir
x (m) 0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 2,22y (m) 0,00 0,03 0,09 0,18 0,30 0,45 0,62 0,82 1,04 1,25
42
0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.500.00
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
Diagram Mercu OGEE Tipe VI
Gambar 5.1 Desain Penampang Mercu
5.1.5 Perhitungan Peredam Energi
Tinggi air dihilir bendung sama dengan tinggi air sebelum pembendungan
DWL = Elevasi muka air sungai di bagian hilir bendung
DGL = Elevasi dasar sungai di bagian hilir bendung
43
UWL = Elevasi muka air dibagian hulu bendung
HL = Elevasi Mercu Bendung
DWL = DGL + H
= 46,343 + 3,68552 = +50,03 m
UWL = HL + Hd
= 48,6 + 2,07 = + 50,67 m
Δ H = UWL- DWL = 50,67 – 50,03 = 0,64 m
Menghitung kedalaman kritis
yc=
3√ qeff
2
g
yc=3√ 6 , 4135192
9 ,81
= 1,61253 m
Untuk merencanakan kolam loncat air digunakan tabel perbandingan tak
berdimensi untuk loncat air dengan memakai nilai
ΔHH1
H1 = Hd +
V 2
2 g
= 2,07 +
1 ,46772
2(9 , 81)
= 2,18 m
ΔHH1 =
0 ,64126 m2 ,18 m = 0,2942
Berdasarkan nilai
ΔHH1 dengan menggunakan tabel A.2.1 (KP-02) diperoleh,
diambil nilai terdekat. (didapat dengan Interpolasi).
yu
H1 = 0,3532 yu = 0,7699
44
Hu
H1 = 1,5407 Hu = 3,3582
yd
H1 = 1,1307 yd = 2,4644
Hd
H1 = 1,2465 Hd = 2,7169
Mencari elevasi dasar kolam olak
Elevasi kolam = Elevasi hilir - yd
= 46,343 – 2,4644
= 43,88 m
Bilangan Froude, dihitung sebagai berikut dengan :
Hu = 3,3582 m
qeff = 6,413519 m3/dt
yu = 0,7699 m
Dicari nilai yu yang baru untuk menghitung bilangan Froude dengan cara coba
banding dengan rumus berikut:
Vu =
qeff
yu =
6 ,4135190 ,7699 = 8,3306 m/d
H2 =yu+
Vu2
2 g = 0 ,7699+ 8 ,33062
2(9 , 81) = 4,3070 m
Karena H2 > Hu, sehingga H2 Hu
Tabel 5.4 Perbandingan Nilai yu
yu (m) Vu (m) 2 x g Vu2/ 2.g (m) H2 (m) Hu
0,769873 8,330613981 19,62 3,537162553 4,307036 3,3581710,8 8,016898148 19,62 3,275772473 4,075772 3,3581710,9 7,126131687 19,62 2,58826467 3,488265 3,358171
0,929006 6,903638911 19,62 2,429165658 3,358171 3,358171
Dari serangkaian diatas diperoleh :
45
yu = 0,9290 m, diperoleh H2 = 3,3582 m, nilai ini sudah mendekati nilai Hu,
selanjutnya gunakan nilai yu dari hasil coba banding untuk menghitung nilai
bilangan Froude.
Fr= Vu
√g . yu
= 6 , 9036
√(9 ,81) .(0 , 9290 ) = 2,2868
Mengingat nilai bilangan Froude Fr < 2,5 yaitu 2,2868. Maka
mengunakan kolam olak dengan ambang ujung (KP-02 hal.152).
Tinggi air sebelum loncatan hidrolis ( y1 ), dapat dihitung dengan
manggunakan prinsip persamaan kekekalan energi dari Bernoulli. Perbandingan
antara kecepatan sebenarnya dengan teoritis pada kaki bendung dihitung dengan
persamaan :
Z + hd +
V 2
2 g + P = Y1 +
q2
2 g . θ2 . Y12
θ = 1 – 0,0155 S / hd S = ( Z + P ) = ( 2,5 + 2,3) = 4,8
= 1 – ( 0,0155 x 4,8 / 2,07)
= 0,9641
Maka :
2,5 + 2,07+
1,46772
2×9 ,81 + 2,3 = Y1 +
6,4135192
2 g (0 , 96412 ) Y12
6,9796 = Y1 +
41 , 1332218 , 2348 . Y
12
6,9796 - Y1 -
2 ,2557Y
12 = 0
: Y1
6 ,9796Y 1
− 1 − 2 ,2557Y
13 = 0, dimisalkan
1Y 1 = X
46
6,9796 X – 1 – 2,2557 X3 = 0
X3 – 3,0941X + 0,4433 = 0
X = 1,6824
Y1 =
1X1 =
11, 6824
= 0 ,5944 m
Perbandingan tinggi air sesudah dan sebelum terjadi loncatan hidrolis adalah :
Y 2
Y 1
=12 (−1 + √1+
8 q2
g . Y1
2 )Y 2 = 0,5 (0 ,5944 )(−1 + √1+
8(6,413519 )2
(9 ,81)(0,5944 )2 )Y 2 = 2,6139 m
Kecepatan air sebelum loncatan :
V 1 = qY 1 =
6 ,4135190 , 5944 = 10,7901 m/dtk
Kecepatan air setelah loncatan :
V 2 = qY 2
= 6 , 4135192,6139
= 2 , 4536 m/dtk
Bilangan Froude sebelum loncat air ( Fr ) yaitu :
Fr 1=
V 1
√g . Y 1
=10 ,7901
√(9 , 81)( 0 ,5944 )=
4,4684
Karena Fr1 < 4,5 maka digunakan panjang kolam olakan ambang ujung.
Bilangan Froude setelah loncat air ( Fr ) yaitu :
Fr2 =
V 2
√g . Y 2
= 2 ,4536
√(9 , 81 )(2 , 6139 )=0 , 4845
47
Tinggi Loncatan adalah perbedaan tinggi air sesudah dan sebelum loncatan
hidrolis, yaitu :
Hj = Y2 – Y1 = 2,6139 – 0,5944 = 2,0195 m
Panjang kolam olakan
Lj = 5 (n+y2)........................................n = Yu x 0,5 (KP-02 gbr.4.19)
= 5 x (0,4645 + 2,6139) = 0,9290 x 0,5
= 15,39 m 15,5 m = 0,4645 m 0,5 m
Gambar 5. 2 : desain penampang bendung
5.1.6 Pelindung dasar di hilir bendung
Panjang lindungan :
R = 0,47 ( q
f )1
3
......................f = 1,76 Dmin0,5 = 1 , 76 √0 , 1259 = 0 ,62449
R = 0,47 (6,4135190,62449 )
13
= 1,021617 m
Menurut standar perencanaan irigasi KP-02, panjang perlindungan sebaiknya
diambil 4 x kedalaman gerusan lokal ( R ), maka panjang perlindungan adalah
sebesar :
4 x 1,021617 = 4,086468 m ¿ 4,1 m
48
5.1.7 Lantai Hulu Bendung /Lantai Depan(Apron)
Panjang lantai depan :
C =1/3 Σ LH + ΣLV
Δh
Harga WCR ( c ) = 7 (untuk pasir halus dari table 6.5 KP-02)
∆H = (+ 48,6) - (+ 46,343) = 2,257 m 2,3 m6
7 =1/3 ( 9,3+ Ld ) +9,5
2,3
7 =3,1+ 1/3 Ld +9,52,3
16,1 = 12,6 + 1/3 Ld
Ld = 3 x (16,1 – 12,6)
Ld = 10,5 m > 7 m (aman)
Untuk memperpendek panjang lantai depan, maka lantai direncanakan dalam
arah horizontal dan vertikal.
Gambar 5.3 : Desain lantai depan
5.2 Perencanaan Intake dan Kantong Lumpur
5.2.1 Bangunan Pengambilan Utama (Intake)
49
Kebutuhan pengambilan rencana untuk bangunan pengambilan adalah
0,3014 m3/dt. Dengan adanya kantong lumpur, debit rencana pengambilan
ditambah 20 %, sehingga debit rencana pengambilan menjadi:
Qn=DRxA1000
= 2 , 31 x 130 , 491000
=0 ,3014
m3/dt
Qrencana = 1,2 Qn = 1,2 (0,3014) = 0,3612 m3/dt
Kecepatan pengambilan rencana (V) diambil 1,5 m/dt. Dimensi bangunan
pengambilan dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut;
v = √2 g z
Q = V a b
dimana :
Q = Debit rencana, m3/dt
= Koefisien debit ( = 0,8 pengambilan tenggelam )
a = Tinggi bersih bukaan, m
b = lebar bersih bukaan, m
g = percepatan gravitasi = 9,81 m/dt2
z = kehilangan tinggi energi pada bukaan, m
Dengan kecepatan pengambilan rencana 1,50 m/dt, kehilangan tinggi
energi menjadi :
v = √2 g z
1,5 = 0,8 √2 (9 , 81) z )
z = 0,179 m
Kehilangan tinggi energi di atas ambang pengambilan (sebelum pintu
pengambilan, v1 = 1 m/dt) adalah :
z1 =
v12
2 g =
12
2×9 , 81 = 0,05
sedangkan setelah pintu pengambilan, kehilangan tinggi energinya (v2 = 1,5 m/dt):
50
z2 =
v22
2 g =
1,52
2×9 , 81 = 0,11 m
Elevasi dasar bangunan pengambilan sebaiknya 0,20 m di atas muka
kantong lumpur dalam keadaan penuh, guna mencegah pengendapan partikel
sedimen di dasar pengambilan itu sendiri.
Elevasi Mercu (HL) = + 48,6
Tinggi riak gelombang = + 0,05 m
Elevasi air setelah pintu pengambilan = HL – (z1 + tinggi riak gelombang + z2 )
= + 48,6 – (0,05 + 0,05 + 0,11)
= + 48,39
Elevasi dasar hilir pengambilan dengan kantong lumpur dalam keadaan penuh
= 48,39 - hn
= 48,39 – 0,25
= + 48,14
Elevasi dasar pengambilan menjadi = 48,14 + d
= 48,14 + 0,20
= + 48,34
Karena yang diangkut sungai adalah sedimen kasar, maka elevasi ambang
pengambilan harus sekurang-kurangnya 1 sampai 1,50 m di atas dasar sungai
Elevasi rata-rata dasar sungai bagian hulu (UGL) = + 46,343
Elevasi dasar bangunan pengambilan = + 46,343
Elevasi minimum bangunan pengambilan = + 46,343 + 1
= + 47,343
Elevasi dasar pengambilan yang direncanakan +48,34 > + 47,343 (OK)
Tinggi bersih bukaan bangunan pengambilan
a = HL – (z1 + tinggi riak gelombang + z2 + elevasi dasar bangunan
pengambilan)
= + 48,6 – (0,05 + 0,05 + 0,11 + 48,34)
= 0,05 m
Lebar bersih pintu bangunan pengambilan :
51
b =
Q rencana
v×a
=
0 , 3612 m3 /dt1,5 m /dt×0 ,05 m
b = 4,516 m diambil 2 m
nilai a disesuaikan kembali
a =
Q rencana
v×b
a =
0 ,3612 m3 /dt1,5 m /dt×2 m
= 0,1204 0,15 m
Dengan lebar bersih 2 m, diperlukan 2 bukaan. Lebar bersih masing-
masing bukaan adalah 1,0 m. bukaan tersebut dipisahkan dengan 1 pilar yang
lebarnya 1,00 m
Tinggi pintu diambil : a + 0,3 = 0,15 + 0,3 = 0,45 m
Jadi, lebar total bangunan pengambilan adalah :
= (1,0 m 2 bukaan) + (1 m 1 pilar)
= 2 m + 1 m
= 3,0 m
52
Gambar 5.4 Potongan melintang bangunan pengambilan
5.2.2 Perencanaan Kantong Lumpur
5.2.2.1 Luas Permukaan Rata-rata
Kecepatan endap ω dibaca dari Grafik hubungan antara diameter saringan
dan kecepatan endap untuk air tenang. Di Indonesia dipakai suhu air 20o C.
Dengan diameter 50 μm atau 0,05 mm kecepatan endap ω = 0,002 m/dt.
Luas areal sawah yang akan diairi (A) = 130,49 ha
DR = 2,31 l/dt/ha
Maka :
Qn=DRxA1000
= 2 , 31 x 130 , 491000
=0 ,3014
m3/dt
LB =
Qn
ω=0 , 3014
0 , 002=
150,716 m2
Keterangan :
L = panjang kantong lumpur (m)
B = lebar kantong lumpur (m)
Qn = debit saluran (= Qsadap) (m3/dt)
= kecepatan endap partikel sedimen (m/dt)
Dimensi kantung sebaiknya mengikuti kaidah
LB
>8, sehingga lebar
saluran maka dapat dihitung:
LB = 150,716 m2
8B2 = 150,716 m2
B2 = 18,839 m2
B = 4,34 m 4 m
53
L = 37,68 m 38 m
Perhitungan dilanjutkan dengan menggunakan B = 4 m.
5.2.2.2 Penentuan In (eksploitasi normal kantung sedimen hampir penuh)
Biasanya Vn diambil 0,40 m/dt untuk mencegah tumbuhnya vegetasi dan
agar partikel–partikel yang besar tidak langsung mengendap di hilir pengambilan.
Harga Ks dapat diambil 40. Untuk menentukan Rn, luas harus diperkirakan dulu.
Luas Penampang basah, An =
Qn
V n
=0 ,30140 ,40
= 0,7536 m2
Kedalaman normal, hn =
An
B=0 ,7536
4=
0,188 m
Kemiringan saluran = V : H = 1 : 1,5
m =
horizontalvertikal =
1,51 = 1,5
t =
hn
2 =
0 ,1882 = 0,094 m
maka : V = 1 1 0,094 m = 0,094 m 0,1 m
H = 1,5 1,5 0,094 m = 0,1412 m 0,15 m
Jadi, lebar dasar kantong lumpur adalah:
bn = B – 2 (horizontal)
= 4 – 2 (0,15)
= 3,7 m
Kontrol perhitungan untuk mencari hn yang sesungguhnya dengan bn =
...3,7 m
An = (bn + m hn) hn
0,7536 = (3,7 + 1,5 hn) hn
0,7536 = 3,7hn + 1,5 hn2
1,5hn2 + 3,7hn – 0,7536 = 0
hn = 0,189 m 0,2 m
54
Keliling Basah Pn menjadi:
Pn = bn + 2 hn √ (1+m2)
Pn = 3,7 + (2) (0,2) √ (1+1,52 )Pn = 4,4211 m
Rn =
An
Pn
=0 ,75364 ,4211
= 0,17045 m
In dapat ditentukan sebagai berikut:
In =
Vn2
( R 2/3n K s)
2
dimana ks = 1/n = 1/0,025 = 40
In =
0 , 402
(0 , 170452/3 . 40 )2
In = 0,001058
Sebenarnya In ini tidak sahih untuk seluruh panjang kantung lumpur karena
luasnya akan bertambah ke arah hilir. Perbedaan elevasi yang dihasilkan sangat
kecil dan boleh diabaikan.
Gambar 5.5. : Potongan melintang kantong lumpur dalam keadaan penuh Qn
5.2.2.3 Penentuan Is (pembilasan kantung lumpur kosong)
Sedimen di dalam kantung berupa pasir kasar. Untuk asumsi awal dalam
menentukan Is, kecepatan aliran untuk pembilasan diambil 1,5 m/dt.
Debit untuk pembilasan diambil
Qs = 1,2 x Qn = 1,2 x 0,3014 = 0,3617 m3/dt.
55
Luas penampang basah, As
As =
Qs
V s
=0 ,36171,5
= 0,2411 m2
Bentuk Penampang adalah persegi, maka :
Kedalaman Kantong Lumpur
As = bn x hs
0,2411 = 3,7 x hs
hs = 0,065 m 0,3 m
Keliling Basah, Ps
Ps = B + 2 hs
Ps = 4 + (2) (0,3)
Ps = 4,6 m
Jari – jari hidraulis
Rs =
As
Ps
=0 ,24114,6
= 0,0524 m
Is dapat ditentukan sebagai berikut:
Is =
Vs2
( R2 /3 K s)2
Is =
1,52
(0 ,05242 /3 40 )2
Is = 0,0717
Agar pembilasan dapat dilakukan dengan baik, kecepatan aliran harus dijaga agar
tetap subkritis atau Fr < 1
Fr =
V s
√ghs
=
1,5
√9 ,81×0,3 = 0,874 > 1 (harus dilakukan pengadukan manual)
τ = ρw.g.hs.Is
τ = 1000 x 9,81 x 0,3 x 0,0717
τ = 45,8262 N/m2
56
Dari diagram Shields dapat diperoleh diameter partikelnya d = 55 mm.
Berarti partikel-partikel yang lebih kecil dari 55 mm akan terbilas (ukuran partikel
yang direncanakan, d = 0,05 mm, dapat terbilas).
3.6.6.4 Menghitung panjang kantong lumpur
Panjang kantong lumpur dihitung dengan memperhatikan beberapa
tinjauan. Dari tinjauan tersebut kemudian diambil nilai panjang kantong lumpur
yang terbesar.
Tinjauan I
Diandaikan bahwa partikel yang ukurannya kurang dari 50μ m (50 x 10-6 m)
terangkut sebagai sedimen layang melalui jaringan irigasi.
Dari grafik Shield diperoleh d = 0,050 mm
T = 20oC
Diperoleh kecepatan jatuh ω = 2 mm/dt = 0,002 m/dt
hn = ω x T
T =
hn
ω= 0,2
0 , 002=
100 detik
L = V x T
L = 0,4 x 100
L = 32 m
Tinjauan II
LB
>8
L > 8 B
L > 8 (4 m)
L > 32 m
57
Tinjauan III
Asumsi lainnya adalah bahwa air yang dielakkan mengandung 0,5 ‰
sedimen yang harus diendapkan dalam kantong lumpur. Volume kantong
lumpur (V) hanya bergantung kepada jarak waktu (interval) pembilasan.
Interval pembilasan = 7 hari
Volume kantong lumpur :
V = 0,0005 x Qn x T
V = 0,0005 x 0,3014 x 14 x 24 x 3600
V = 182,306 m3
Dari volume kantong lumpur yang diperoleh, dapat dihitung panjang
kantong lumpur
V = 0,50 bn L + 0,5 (Is – In) L2 bn
182,306 = 0,50 (3,7) L + 0,5 (0,0717 – 0,00106) L2 (3,7)
182,306 = 1,85 L + 0,1307 L2
0,1307 L2 + 1,85 L – 182,306 = 0
L = 30,93 m 31 m
Jadi, dari ketiga tinjauan di atas, agar volume kantong lumpurnya nanti
lebih besar daripada volume sedimen yang terjadi, maka diambil nilai L yang
terbesar sebagai panjang kantong lumpur, yaitu L = 38 m
58
Gambar 5.6 Potongan memanjang kantong lumpur
Pengecekan efisiensi
Dari diagram Camp, efisiensi kantung lumpur untuk berbagai diameter
sedimen dapat ditentukan. Dengan panjang (L) = 32 m dan kedalaman air rencana
(hn) = 0,2 m serta kecepatan (Vn) = 0,4 m/dt, kecepatan endap rencana (ω) dapat
disesuaikan.
hn
ω= L
V n
ωo =
hn V n
L
ω o =
(0,2 )(0 , 40 )32
ω o = 0,0025 m/dt
Diameter yang sesuai do = 0,05 mm
Fraksi rencana 0,05 mm dengan kecepatan endap 0,004 m/dt. Efisiensi
pengendapan fraksi 0,05 mm sekarang dapat dihitung sebagai berikut.
ω = 0,002 m/dt
ω o = 0,0025 m/dt
Vo = 0,4 m/dt
ωωo
= 0 , 0020,0025
= 0,8
ωVo
=0 ,0020,4
= 0,005
Dari Grafik Pembilasan sedimen Camp diperoleh efisiensi 0,62
5.3 Desain Bangunan Lainnya
5.3.1 Bangunan Pembilas dan Saluran Pembilas
5.3.1.1 Pintu pembilas
Bangunan pembilas tidak boleh menjadi gangguan selama pembilasan
dilakukan. Oleh sebab itu aliran pada pintu pembilas harus tidak tenggelam.
Keadaan ini selalu terjadi pada debit sungai di bawah Q1/5. Penurunan kecepatan
59
aliran akan berarti menurunnya kapasitas angkutan sedimen. Oleh karena itu
kecepatan pembilas di depan pintu tidak boleh berkurang.
Lebar total bangunan pembilas akan diambil sama dengan lebar dasar
kantong lumpur. Kedalaman air pembilas adalah hs = 0,3 m pada debit pembilas
rencana Qs = 1,2 Qn = 0,3617 m3/dt. Kecepatannya diambil vs = 1,5 m/dt. Debit
satuan antar pilar pintu pembilas harus menghasilkan kecepatan yang sama.
Karena diperlukan pilar, kecepatan tidak boleh ditambah untuk mencegah
efek pengembangan. Luas basah pada pintu harus ditambah dengan cara
menambah kedalaman air.
bn hs = bnf hnf
Keterangan :
bn : Lebar dasar kantong lumpur (b = 3,7 m)
hs : Kedalaman air pembilas (hs = 0,3 m)
bnf : Lebar bersih bukaan pembilas
hnf : Kedalaman air pada bukaan pembilas
Andaikan ada 2 bukaan yang masing-masing lebarnya 1 m dan 1 pilar dengan
lebar 1 m, maka :
bnf = 2 1 m = 2 m
bn hs = bnf hnf
hnf =
bn×hs
bnf =
3,7 ×0,32 = 0,555 m
Jadi kedalaman tambahan yang harus diberikan ke dasar bangunan pembilas :
h = hnf – hs
= 0,555 – 0,3
h = 0,255 m 0,3 m harus diberikan ke dasar bangunan pembilas.
5.3.1.2 Saluran pembilas
Kecepatan pada saluran pembilas diambil vp = vs = 1,5 m/dt untuk
membilas sedimen ke sungai. Muka air keluar (outflow) rencana terjadi selama
Q1/5 atau muka banjir yang tejadi 1 kali selama 5 tahun.
60
Panjang saluran pembilas 20 m
Elevasi dasar sungai bagian hilir adalah + 46,343
Dengan kecepatan rencana vp = vs = 1,5 m/dt, dimensi saluran pembilas dihitung
dengan langkah-langkah berikut (diandaikan kemiringan talud V:H = 1 : 1,5).
Qs = 1,2 Qn = 0,3617 m3/dt
m =
HV =
1,51
=1,5
Nilai banding n = b/h = 2,5
Nilai kekasaran untuk saluran dengan pasangan batu yang disemen :
ks =
1n =
10 ,025 = 40
Tinggi Saluran Pembilas hp
Ap =
Qs
v p =
0 ,3617 m3/dt1,5 m /dt = 0,2411 m3
Ap = (b + m hp) hp
= b hp + m hp2
= (n . hp) hp + m hp2
= n . hp2 + m hp
2
= hp2 (n + m)
hp = √ A p
(n+m) = √ 0 , 2411(2,5+1,5 ) = 0,0603 m 0,1 m
Lebar Saluran Pembilas bp
n =
bp
hp
bp = n hp
= 2,5 0,1
= 0,25 m
Keliling Basah Pp
Pp = bp + 2 hp √(1+m2 )
= 0,25 +2 (0,1)√(1+1,52 )
61
= 0,6106 m
Jari-Jari Hidraulis Rp
Rp =
A p
Pp =
0 ,24110 ,6106 = 0,395 m
Kemiringan Saluran Pembilas Ip
Ip =
v p2
( Rp2/3×k s )
2 =
1,52
(0 , 3952/3×40 )2 = 0,00485
Muka air rencana di hilir pintu pembilas menjadi :
= + 46,343 – tinggi kehilangan energi
= + 46,343 –
v p2
2 g
= + 47,010 –
1,52
2(9 , 81)
= + 46,228
Kemudian muka air rencana di hilir pintu pembilas menjadi:
= +46,228 – (Ip × panjang saluran pembilas)
= +46,228 – (0,00485 × 20)
= +46,131
Elevasi dasar titik temu sungai adalah
= + 46,131 - hp
= + 46,131 – 0,1
= + 46,031
5.3.2 Bangunan penguras
Karena sungai diperkirakan mengangkut batu-batu bongkah, diperlukan
bangunan penguras dengan bagian depan tertutup. Lebar bersih bangunan
62
penguras (Bsc) adalah 0,6 lebar total pengambilan atau 1/10-1/6 lebar bendung
diambil yang paling kecil
Maka :
Bsc = 60 % lebar total bangunan pengambilan
= 0,60 3
= 1,8 m
Lebar total bangunan penguras diambil 2,5 m yang terdiri dari 2 bukaan
yang lebarnya 0,75 m dan dipisahkan oleh 1 pilar selebar 1 m.
5.3.3 Bangunan Pengambilan Saluran Primer
Bangunan saluran primer dilengkapi dengan pintu untuk mencegah agar
selama pembilasan air tidak mengalir kembali ke saluran primer dan mencegah
masuknya air pembilas yang mengandung sedimen ke dalam saluran.
Ambang pengambilan di saluran primer diambil 0,10 m di atas muka
kantong lumpur dalam keadaan penuh (48,09).
Muka air di sebelah hulu pengambilan adalah:
= +48,09 + hn
= +48,09 + 0,2
= +48,29
Diandaikan kehilangan energi 0,10 m di atas pengambilan.
Kemudian sekarang dapat dihitung dimensi bangunan pengambilan.
Qn = μ hi bi √2gz
0,3014 = (0,9) (0,2) bi √2(9 ,81)(0 ,10 )
bi = 1,195 m diambil 1,2 m (lebar bersih bangunan pengambilan saluran
primer)
Dengan menggunakan 1 bukaan 1,2 m, , jadi lebar total menjadi :
Bi = 1 (1,2) = 1,2 m
63