48

Perhitungan Hidraulik Bendung

1. Badan Bendung1.1 Perhitungan Penentuan Elevasi Mercu Bendung

Perhitungan penentuan elevasi mercu bendung dengan memperhatikan faktor ketinggian elevasi sawah tertinggi yang akan diairi. Cara perhitungan dilakukan seperti berikut :

Tinggi sawah yang akan diairi berelevasi : 112.0m

Tinggi genangan di sawah diambil : 0.10m

Kehilangan tekanan dari sawah ke saluran tersier : 0.10m Kehilangan tekanan dari saluran tersier ke saluran sekunder : 0.10m Kehilangan tekanan dari saluran sekunder ke saluran induk : 0.10m

Kehilangan tekanan akibat kemiringan saluran induk ke sediment :0.15m Kehilangan tekanan akibat bangunan ukur :0.40m Kehilangan tekanan dari sediment trap ke intake :0.25m Kehilangan tekanan pada intake :0.20m Kehilangan tekanan akibat eksploitasi :0.10m Jadi ketinggian elevasi mercu bendung : +99m

1.2 Penentuan Panjang Mercu BendungPanjang mercu bendung ditentukan 1.2 kali lebar sungai rata-rata. Lebar sungai direncana lokasi bendung bervariasi antara 20 m sampai dengan 30 m. Lebar sungai rata-rata diambil 25 m. Panjang mercu bendung yaitu 1.2x25 m = 30 m. Panjang mercu ditetapkan 30 m

1.3 Penentuan Lebar Lubang dan Pilar Pembilas

Lebar bangunan pembilas diambil sepersepuluh kali lebar sungai rata-rata yaitu 1/10x30 m = 3.00 m. Pembilas dibuat 2 buah masing-masing 1.50 m. Lebar pilar pembilas ditetapkan 2 buah dengan lebar masing-masing pilar 1m

1.4 Perhitungan Panjang Mercu Bendung Efektif

Panjang mercu bendung efektif dihitung dengan menggunakan rumus:

B = Bb-2(n k + k )HeDimana:

B = panjang mercu bendung efektif, m

Bb= panjang mercu bendung bruto = 30 m

k = jumlah pilar pembilas, m

k = koefisien kontraksi pilar = 0.01

k = koefisien kontraksi pangkal bendung = 0.10

He = tinggi energi

Perhitungan panjang mercu bendung efektif, yaitu;

B = Bb 2 (n kp + ka )He

B = 30 2 ( 2 x 0.01+0.1) He

B = 30 - 0.24 He

1.5 Perhitungan Tinggi Muka Air Banjir di udik bendung

Elevasi muka air banjir di udik bendung dapat diketahui dengan menghitung tinggi energi dengan menggunakan persamaan seperti berikut:

Q = C.B .H

Dimana:

Q = debit banjir sungai rencana = 12,8509 m/detikC = koefisien debit pelimpah

B = panjang mercu bendung = 30 mH = tinggi energi, m

Koefisien debit pelimpah, C, nilainya dihitung dengan menggunakan persamaan:

C = 3.97 (H /H ) dimana H = H

Dari persamaan tersebut diperoleh nilai C = 4.03 ( lihat open channel hydraulic, V.T.Chow, hal 369 )

Dari persamaan diatas tinggi energi dapat dihitung , yaitu:

Q = C.Be .He3/2Dimana :

Q = 12,8509 m /s

B = 30 - 0.24 H

C = 4,03 (asumsi awal jika h 1,33Hd, jika tidak C dikali factor koreksi)Perhitungan dilakukan dengan cara trial & error

Langkah pertama diasumsikan nilai Be = 29,5 mQ = C.Be.He3/2

He = 0,2246 mBe = 30 (0,24.0,2269) = 29,9455 m 29,5 mLangkah kedua diasumsikan nilai Be = 29,95 mQ = C.Be .He3/2

He = 0,2246 mBe = 30 (0.24.0,2246) = 29,95 m 29,95 m

Nilai He diambil 0,2246 m, sehingga Be dapat dihitung:

B = 30-0.24H

B = 30-0.24.0,2246 B = 29,95 mTinggi tekanan, Ha ditentukan dengan persamaan:

EMBED Equation.3

Hd = 0,2246 0,0094 = 0,2152 mTinggi bendung h = 1- 0,2152 = 0,7846 m (1,33 . Hd ) = 0,2862 Ok

Jadi penggunaan C: 4,03 benar.Kesimpulan:

tinggi muka air banjir di udik bendung = Ha Hd = 0,2246 m

Elevasi muka air banjir = (+99) + 0,2246 = +99,2246 m1.6 Penentuan Nilai Jari-jari Mercu Bendung

P = tinggi bendung diambil 1m (bendung batu menurut syarat KP-02)

= 1 kn/m3g = 9,8 kn/m3dengan grafik gambar 4.4 hal.43 pada KP-02 (standar perencanaan irigasi)

= = 0,4742, diperoleh

Sehingga r = 0,3079 m1.7 Resume Perhitungan Hidraulik BendungElevasi mercu bendung = +99 mPanjang mercu bendung = 30 mLebar pembilas 2x1.50 m = 3 m

Lebar pilar pembilas 2x1m = 2.0 m

Panjang bendung total = 35 m

Tinggi muka air di udik bendung = 0,2246 m

Elevasi muka air banjir = +99,2246 mTinggi pembendungan = 1.0 m

Kemiringan tubuh bendung = 1 : 1

Jari-jari mercu bendung = 0,3079 m 2. Perhitungan Dimensi Peredam Energi

2.1 Pemilihan Tipe Jenis sungai di daerah ini yakni sungai alluvial dengan angkutan sediment dominan fraksi pasir dan kerikil. Dengan memperhatikan jenis sungai tersebut, maka bangunan peredam energi yang dipilih di sini yaitu lantai cekung dengan ambang akhir elips atau tipe bak tenggelam.Dalam penggunaan tipe ini ditentukan bentuk mercu bendung bulat dengan satu jari-jari pembulatan, bidang miring tubuh bendung bagian hilir permukaanya bentuk dengan perbandingan 1 : 1.

2.2 Perhitungan

dimana q = m3/detik

hc = 0,2494 mdari grafik KP-02 hal 64 (gbr 4.23)

1 diperoleh 1,9

(dianggap 9 karena kalau tidak kedalaman bak tengelam akan diatas tanah dasar), Tmin = 2,2446mdari grafik KP-02 hal 63 (gbr 4.22)

1 diperoleh 1,55

, Rmin = 0,38657 m

3 Perhitungan Hidraulik Bangunan Intake

3.1 Bentuk Intake Intake didesain dengan bentuk biasa dengan lubang pengaliran terbuka dilengkapi dengan dinding banjir. Arah intake terhadap sumbu sungai dibuat tegak lurus. Lantai intake tanpa kemiringan dengan elevasi lantai sama tinggi dengan elevasi plat undersluice.3.2 Dimensi Lubang IntakeDimensi lubang intake dihitung dengan persamaan

Q = . b. a 2gz

Dimana:

Q = debit intake = 11.70 m /dt

= koefisien debit = 0.85

b = lebar bukaan, m

a = tinggi bukaan, m

g = percepatan grafitasi = 9.8 m /dt

z = kehilangan tinggi energi pada bukaan,(0,2 m)Perbandingan antara lebar bukaan dan tinggi bukaan ditetapkan 2 : 1 (pendekatan).Tinggi bukaan sebesar 0,85 mPerhitungan: Q = . b . a 2gz

b = 8,08 m 8 m , dibuat dua bukaan a = 4 mKesimpulan:

Lebar bukaan pintu intake: 2 x 4.00 m

Tinggi bukaan pintu intake: 0,85 m

3.3 Pemeriksaan Diameter Sedimen yang Masuk ke Intake

Rumus yang digunakan untuk memperkirakan diameter partikel yang akan masuk ke intake yaitu:

dimana:

v = kecepatan aliran, m/dt

Qs = berat jenis partikel = 2.65

D = diameter partikel = mKecepatan aliran yang mendekat ke intake dihitung dengan rumus:

dimana:

Q = debit intake = 11.70 m /dt

A = luas penampang basah = (2x4x0,85)m

v = kecepatan aliran = m/dtPerhitungan

Kecepatan aliran:

Diameter partikel:

V = 0.396 {(Q - 1)d}

1.72 = 0.396 {(2.65 1)d}0,5d = 11,433 mmDiameter partikel sediment masuk ke intake diperkirakan 11,433 mm3.4 Perhitungan Bangunan Ukur Pada Intake

Tipe bangunan ukur pada intake yang dipilih yaitu jenis ambang lebar

Q = 11,7 m/detik

h = tinggi bukaan pada intake ( 0,85 m )

11,7 = 1,86.b.0,853/2 b = 8 m sesuai dengan yang direncanakan

r = 0,2 h = 0,2.0,85

= 0,17 m

l = 1,75 h

=1,75.0,85

= 1,4875 m 1,5 m

Jadi tinggi bukaan pintu max 0,85 m

tinggi bukaan pintu min 0,17 m

3.6 Dimensi Penangkap PasirDimensi penangkap pasir didasarkan pada ketentuan di KP-02dengan syarat L/B8. dengan rumus:

Dimana:

= debit intake

= 1,2 berdasarkan perbandingan sediment yang terendap dan sediment terangkut

kecepatan alir

H = kedalaman aliran

= kecepatan endapan(grafik kp-02 hal 143 ) F.B = 0,7 pasir alamiah (dimana diameter endapan dianggap 10 karena digrafik tidak ada nilai 11)

H = 0,015011 m OKDimensi penangkap pasir: panjang saluran L = 65 m lebar saluran B = 8 m

kedalaman aliran H = 0,015011 1,5 cm

4. DIMENSI BANGUNAN PEMBILASBangunan pembilas direncanakan dengan undersluice lurus (gb 4.5).

Dimensi lubang undersluice:

lebar lubang = 1,5m

tinggi lubang = 1.5m

lebar mulut = 7m

lebar pilar = 1 m

5 PERHITUNGAN PANJANG LANTAI UDIKDigunakan rumus Lanes :

L = Lv + LhDimana:

L : panjang total rayapan

Lv: panjang vertical rayapan

Lh: panjang horizontal rayapanDalam desain ini diambil:

Dimana:

L : panjang rayapan

H: kehilangan tenaga

Perhitungan:Perhitungan dilakukan pada saat tidak ada aliran di udik sehingga Q = 0

H = 99- 96,71 = 2,29 m

Panjang rayapan seharusnya

Lb 4x 2,29 m = 9,16 mBerdasarkan coba ulang bentuk lantai maka:Lv = 0,386 + 0,614 + 1,5 + 4,8 + 1,5 + (2.2) = 12,8m

Lh = 26,6 m

Lp = Lv + Lh

= 12,8 + .26,6

= 21,67 m

Lb yang dibutuhkan 9,16 m

Lp hasil hitungan 21,67 m

Lp > Lb, OK.

6. PEMERIKSAAN STABILITAS BENDUNG

6.1 Akibat Berat SendiriW1 = 1/2.(1/4..0,38622).2,2.1

= 0.1287 ton

W2 = 3,914.0,386.1.2,2

= 3,3237688 ton

W3 = 1,5.0,1.1.2,2 = 0,33 ton

W4 = .2.0,307.2,2.1

= 0,6745 ton

W5 = 3,607.2.1.2,2 = 15,8708 ton

W6 = .3.0,807.1.2,2

= 2,6631 ton

W7 = 4,8.3.0,75.1.2,2

= 3,7125 ton

W8 = . 4,5.0,75.1.2,2

= 3,7125 ton W9 = 0,03857.5,5.1.2,2

= 0,466697 ton

W10 = 5,5.2.1.2,2

= 24,2 ton

W11 = 2.0,5.1.2,2

= 2,2 ton

W12 = 2.0,5.1.2,2

= 2,2 ton

W13 = .0,19285.0,03857.1.2,2

= 0,00818 t

W14 = 0,03857.1.2,2.0,019285 = 0,00818 ton

W15 = 0,03857.1.2,2.0,019285

= 0,00163 ton

6.2 Akibat GempaTotal beban dikalikan dengan 0,187,46893 X 0,1 = 8,745 ton.m

6.3 Akibat Lumpur

Berdasarkan KP-02 tekanan lumpur dihitung dengan rumus

Ps = 1,67.h2 = 1,67.0,0152 = 0,00037575 ton

6.4 Tekanan akibat banjir dan keadaan normal

Moment penahan (MP)BeratJarak dari AMomen penahan

0.1287 ton10,7325m1,3812 tm

3,3237688 ton10,693m35,54 tm

0,33 ton10,836m3,57 tm

0,6745 ton9,8333m6,34 tm

15,8708 ton9,5m150,77 tm

2,6631 ton8,5m22,63 tm

3,7125 ton8m253,44 tm

3,7125 ton3m11,1375 tm

0,466697 ton3,25m1.516 tm

24,2 ton2,25m54,45 tm

2,2 ton4,25m9,35 tm

2,2 ton0,25m0,55 tm

0,00818 ton0,1978m0,00162 tm

0,00818 ton0,12m0.000984 tm

0,00163 ton0,019285m0,0000314 tm

Total momen = 550,6908 ton.mMomen penguling (MG)BeratJarakMomen pengulling

1.1.1.1 = 1ton 0,50,5

1.1,7.5,3.1= 9,012,6523,8765

Total moment = 24,3765 ton.mMP/MG = 550,6908/24,3765 = 22,5911> 2 OKStabilitas tanah dasarV = 87,46893 ton (berat sendiri)

My = -54,01654 ton m (akibat berat sendiri)

e = -0,68 < 1/6 .11 = 1,85 OK

My = 8,745 ton.m (akibat gempa)

V = 0,00037575ton.m (akibat tekanan Lumpur) =

=

max =10.9 ton/m < ijin = 1,5.10 = 15 ton/m OK min = 5,00 ton/m > 0 OK_1195722847.unknown

_1195725634.unknown

_1195728408.unknown

_1195729587.unknown

_1196260625.unknown

_1196366789.unknown

_1196620077.unknown

_1195732371.unknown

_1195729167.unknown

_1195729221.unknown

_1195728630.unknown

_1195728815.unknown

_1195728583.unknown

_1195726515.unknown

_1195728025.unknown

_1195725689.unknown

_1195723628.unknown

_1195724991.unknown

_1195725459.unknown

_1195724250.unknown

_1195723308.unknown

_1195723485.unknown

_1195723189.unknown

_1195722029.unknown

_1195722615.unknown

_1195722629.unknown

_1195722590.unknown

_1195721395.unknown

_1195722001.unknown

_1195721587.unknown

_1195720783.unknown

_1195721119.unknown

_1195721274.unknown

_1195720883.unknown

_1195717677.unknown

_1195718073.unknown

_1195717544.unknown