Uploaded by topanofficial

TUGAS BESAR BENDUNG TOPAN HIDAYATTULLOH 18611100

advertisement
TUGAS BESAR
IRIGASI DAN BANGUNAN AIR
( Dosen Pengampu : Andung Yunianta , ST., MT. )
Disusun Oleh:
Topan Hidayattulloh
( 18 611 100)
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK DAN SISTEM INFORMASI
UNIVERSITAS YAPIS PAPUA
2020
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ..........................................................................................................................................i
KATA PENGANTAR ........................................................................................................................ ii
BAB I ..................................................................................................................................................... 1
PENDAHULUAN............................................................................................................................... 1
1.1
Latar Belakang ............................................................................................................... 1
1.2
Rumusan Masalah ........................................................................................................ 1
1.3
Tujuan ................................................................................................................................ 2
1.4
Metode ............................................................................................................................... 2
BAB II .................................................................................................................................................... 3
PEMBAHASAN .................................................................................................................................. 3
2.1
Landasan Teori .............................................................................................................. 3
2.2
Stabilitas Bendung .................................................................................................... 11
2.3
Tipe Mercu Bendung................................................................................................ 11
BAB III ............................................................................................................................................... 13
PERENCANAAN BADAN BENDUNG .................................................................................... 13
3.1
Data-Data Perencanaan .......................................................................................... 13
3.2
Luas Catchment Area ............................................................................................... 14
3.3
Analisa Curah Hujan ................................................................................................ 14
3.4
Perhitungan Curah Hujan Rata-rata................................................................. 18
3.5
Perhitungan Debit Banjir Rencana ................................................................... 19
3.6
Tinggi Air Sebelum ada Bendung ...................................................................... 22
3.7
Tinggi Air diatas Mercu sesudah ada Bendung ........................................... 23
3.8
Ukuran Hidrolis Bendung...................................................................................... 27
3.9
Stabilitas Bendung .................................................................................................... 35
3.10 Perhitungan Pintu-pintu Air ................................................................................ 38
3.11 Perhitungan Dimensi Salah Satu Saluran ...................................................... 41
BAB IV ............................................................................................................................................... 45
PENUTUP ......................................................................................................................................... 45
4.1
Kesimpulan................................................................................................................... 45
4.2
Saran ................................................................................................................................ 45
i
Topan Hidayattulloh | 18611100
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur atas kehadirat Allah Yang Maha Kuasa karena atas
rahmat dan izin-Nya saya dapat menyelesaikan Laporan Perencanaan
Bendung. Laporan ini saya buat untuk memenuhi salah satu Tugas Besar Pada
Mata Kuliah Irigasi dan Bangunan Air.
Saya mengucapkan terima kasih kepada seluruh pihak yang telah
membantu dalam pembuatan laporan ini kepada dosen mata kulia Irigasi dan
Bangunan Air dan juga rekan-rekan yang telah membantu dalam pembuatan
laporan ini Saya juga mengucapkan terima kasih.
Saya mengakui bahwa dalam pembuatan laporan ini masih jauh dari
sempurna dan masih banyak kekurangan sehingga saya menerima kritik dan
saran agar ke depannya penulis bisa melakukannya lebih baik lagi.
Jayapura, 29 November 2020
Topan Hidayattulloh
ii
Topan Hidayattulloh | 18611100
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Dalam perencanaan jaringan irigasi, air yang digunakan dalam
pengairan diambil dari sungai terdekat. Pengambilan air dari sungai
dapat dilakukan secara bebas apabila elevasi sawah lebih rendah
daripada elevasi sungai, karena air akan dengan mudah mengalir dari
tempat yang tinggi ke tempat yang rendah. Permasalahan akan timbul
apabila sungai tersebut memiliki elevasi yang lebih rendah daripada
elevasi sawah yang akan dialiri. Untuk mencapai sawah yang tinggi
tersebut, air sungai harus memiliki kecepatan yang tinggi dan konstan.
Sedangkan kecepatan aliran sungai tidaklah selalu konstan, kadang
sangat tinggi, rendah bahkan sampai tidak ada air sama sekali (saat
musim kemarau).
Untuk mengatasi permasalahan diatas maka dibuatlah bendung
yang memotong langsung aliran sungai. Bendung berfungsi untuk
menaikkan elevasi muka air sungai untuk mendapatkan kecepatan
aliran yang diinginkan, sehingga sawah terjauh yang memiliki elevasi
lebih tinggi dari elevasi sungai dapat dialiri air.
1.2
Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang akan kita selesaikan dalam
laporan ini, yaitu :
1. Menghitung Debit Banjir Rencana
2. Menghitung dan Menentukan tinggi air sebelum ada Bendung
3. Menghitung dan Menentukan tinggi air diatas mercu sesudah ada
Bendung
4. Menghitung ukuran Hidrolis Bendung
5. Menentukan Stabilitas Bendung
6. Menghitung perhitungan Pintu-Pintu Air
7. Menghitung Perhitungan dimensi salah satu saluran
1
Topan Hidayattulloh | 18611100
2
1.3
Tujuan
Tujuan dari laporan yang saya buat yaitu tidak lain dari
memenuhi Tugas Besar yang diberikan oleh bapak Dosen Andung
Yunianta, ST.,MT. Dan juga agar supaya ilmu yang.
1.4
Metode
Metode yang dipakai adalah metode studi literatur, yaitu
berdasarkan teori-teori yang diambil dari buku dan bimbingan, arahan
dari dosen embimbing.
Topan Hidayattulloh | 18611100
BAB II
PEMBAHASAN
2.1
Landasan Teori
2.1.1 Pengertian Bendung
Bendung merupakan salah satu apa yang disebut Diversion Hard
Work, yaitu bangunan utama dalam suatu jaringan irigasi yang berfungsi
untuk menyadap air dari suatu sungai sebagi sumbernya. Bendung
adalah suatu bangunan konstruksi yang terletak melintang memotong
suatu aliran sungai dengan tujuan untuk menaikkan elevasi muka air
yang kemudian akan digunakan untuk mengaliri daerah yang lebih
tinggi.
2.1.2 Fungsi Bendung
Fungsi dibangunnya suatu bendung adalah:
a. Menaikkan elevasi air sungai sehingga daerah yang diairi menjadi lebih
luas
b. Memasukkan air dari sungai ke saluran melalui intake,
c. Mengurangi fluktuasi sungai,
d. Menyimpan air dalam waktu singkat,
e. Mengontrol sedimen yang masuk ke saluran.
2.1.3 Syarat-syarat dan Lokasi Bendung
Syarat-syarat konstruksi bendung yang harus dipenuhi antara lain :
1. Bendung harus stabil dan mampu menahan tekanan air pada waktu
banjir.
2. Pembuatan bendung harus memperhitungkan kekuatan daya dukung
tanah di bawahnya.
3. Bendung harus dapat menahan bocoran (seepage) yang disebabkan
oleh aliran sungai dan aliran air yang meresap ke dalam tanah.
4. Tinggi ambang bendung harus dapat memenuhi tinggi muka air
minimum yang diperlukan untuk seluruh daerah irigasi.
3
Topan Hidayattulloh | 18611100
4
5. Bentuk peluap harus diperhitungkan, sehingga air dapat membawa
pasir, kerikil dan batu-batu dari sebelah hulu dan tidak menimbulkan
kerusakan pada tubuh bendung.
Lokasi yang tepat untuk membangun bendung adalah :
1. Lokasi dengan profil sungai teratur serta kelandaian (I) yang kecil,
sehingga penggerusan pada waktu banjir yang terjadi pada bagian
dasar atau tepi sungai tidak terlampau besar.
2. Lokasi dengan sungai yang lurus atau belokan dengan jari-jari (R) yang
besar serta arah pengaliran yang tetap, sehingga tidak terjadi
penggerusan tepi.
3. Lokasi dengan bagian sungai yang tanah dasarnya cukup kuat dan
cukup kedap air, tanggul banjir sependek mungkin hubungkan dengan
saluran pembawa.
4. Jika sungai berbelok-belok, maka dicari lokasi bendung dengan coupare
yang seideal mungkin. Bendung dibangun di coupare, kemudian setelah
pembangunan bendung selesai ditimbun, sungai baru yang melewati
bendung tersebut dibangun. Dengan demikian, lokasi bendung akan
berada pada sungai yang lurus.
2.1.6 Bangunan yang terdapat pada Bendung
1. Tubuh Bendung (Weir)
Adalah bagian yang selalu atau boleh dilewati air baik dalam keadaan
normal maupun air banjir. Tubuh bendung harus aman terhadap :
-
Tekanan air
-
Tekanan akibat perubahan debit yang mendadak
-
Tekanan gempa
-
Akibat berat sendiri
Topan Hidayattulloh | 18611100
5
2. Bangunan Pembilas
Pada hulu bendung tepat di hilir pengambilan, dibuat bangunan
pembilas guna mencegah masuknya bahan sedimen kasar ke dalam
saluran irigasi.
Ada 4 macam tipe, yaitu :
-
Pembilas pada tubuh bendung dekat pengambilan
-
Pembilas bawah
-
Shunt Under sluice
-
Pengambilan bawah tipr boks
-
Untuk mengurangi aliran yang bergolak (turbulent) yang terjadi
didekat intake maka perlu dibangun bangunan penguras (under
sluice).
3.
Bangunan Penguras
Fungsinya adalah untuk mengurangi aliran yang bergolak (turbulent)
yang terjadi di dekat intake. Puncak ambang dari under sluice dijaga
agar lebih rendah dari puncak ambang bendung, sehingga akan
membantu membawa debit pada musim kering ke arah under sluice.
Normalnya, permukaan puncak ambang under sluice ini sama dengan
permukaan dasar saluran terdalam pada musim kering. Dengan
membukanya pintu penguras, maka akan menggelontor endapan
lumpur yang terdapat di depan intake maupun di under sluice.
4.
Dinding Pemisah (Divide Wall)
Terbuat dari susunan batu kali atau beton yangn dibangun disebelah
kanan sumbu bendung dan membatasi antara tubuh bendugn dengan
under sluice (bangunan penguras). Fungsi utama dari dinding pemisah,
yaitu :
-
Membagi antara bendung utama dengan under sluice, karena
kedudukan under sluice lebih rendah daripada tubuh bendung.
Topan Hidayattulloh | 18611100
6
Membentu mengurangi arus yang bergolak didekat intake sehingga
-
lumpur akan mengendap di under sluice dan air yang bebas lumpur
akan masuk ke intake.
5.
Canal Head Regulator
Berfungsi sebagai :
-
Mengatur pemasukan air ke dalam saluran
-
Mengontrol masuknya lumpur ke dalam sungai
-
Menahan banjir sungai masuk ke dalam saluran.
Regulator umumnya terletak di sisi sebelah kanan bendung dan agak
menyudut ( antara 90o – 110o dengan sumbu horizontal)
6. Kantong Lumpur
Berfungsi untuk mengendapkan fraksi-fraksi sedimen yang lebih
besar dari fraksi pasir halus (0,06 s/d 0,07 mm) dan biasanya
ditempatkan persis disebelah hilir bangunan pengambilan. Bahanbahan yang telah mengendap dalam kantong lumpur kemudian
dibersihkan secara berkala melalui saluran pembilas kantong lumpur
dengan aliran ayng deras untuk menghanyutkan endapan-endapan itu
ke sungai sebelah hilir.
7. Bangunan Pelengkap
Terdiri dari bangunan-bangunan atau pelengkap yang akan
ditambahkan ke bangunan utama untuk keperluan :
- Pengukuran debit dan muka air di sungai maupun di saluran sungai
- Pengoperasian pintu
- Peralatan komunikasi, tempat berteduh serta perumahan untuk tenaga
eksploitasi dan pemeliharaan
- Jembatan diatas bendung, agar seluruh bagian bangunan utama mudah
dijangkau atau agar bagian-bagian itu terbuka untuk umum.
Topan Hidayattulloh | 18611100
7
2.1.7 Keadaan Tubuh Bendung
1. Menentukan tinggi muka air maksimum pada sungai
Dalam menentukan tinggi muka air maksimum pada sungai
dipengaruhi oleh:
-
Kemiringan dasar sungai ( I ),
-
Lebar dasar sungai (b),
-
Debit rencana (Q).
2. Menentukan tinggi mercu bendung
Tinggi mercu bendung dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain:
-
Luas Daerah Aliran Sungai (DAS) atau cathment area
-
Panjang total sungai ,
-
Lebar dasar sungai ,
-
Elevasi dasar sungai pada hulu sungai
-
Elevasi dasar sungai pada dasar bendung
-
Elevasi sawah tertinggi yang dialiri
-
Tinggi air di sawah/ genangan
-
Kehilangan tekanan saluran dan bangunan air
-
Bahan tubuh bendung
-
Kebutuhan air tanaman
-
Berat Jenis Bahan
3. Menentukan tinggi air di atas mercu bendung
Tinggi air di atas mercu bendung dipengaruhi oleh:
-
Lebar Bendung (B)
Lebar bendung adalah jarak antara tembok pangkal di satu sisi dengan
tembok pangkal sisi lain. Biasanya lebar bendung (B) 6/5 lebar normal
(Bn) yaitu diperbesar 20%.
-
Lebar Efektif Bendung (Bef)
Lebar efektif bendung adalah lebar bendung yang bermanfaat untuk
melewatkan debit. Untuk menetapkan besarnya lebar efektif bendung,
pelu diketahui mengenai eksploitasi bendung, karena pengaliran air di
Topan Hidayattulloh | 18611100
8
atas pintu lebih sukar daripada pengairan air di atas mercu bendung,
maka kemampuan pintu pembilas untuk pengaliran air dianggap hanya
80%, maka lebar efektif bendung dapat dihitung dengan rumus:
Bef = B - Σb - Σt + 0,80 Σb
= B - Σt - 0,20 Σb
Dimana:
Bef
=
Lebar efektif bendung
B
=
Lebar seluruh bendung
Σt
=
Jumlah tebal pilar
Σb
=
Jumlah lebar pintu pembilas
4. Menentukan Panjang dan Dalam Kolam Olak
Perhitungan kolam olak direncanakan pada saat sungai banjir. Rumus
debit pelimpah yang digunakan adalah debit pelimpah pada bendung
tetap dengan mercu bulat, yaitu :
5. Menentukan panjang lantai muka
Akibat dari pembendungan sungai akan menimbulkan pebedaan
tekanan, selanjutnya akan terjadi pengaliran di bawah bendung. Karena
sifat air mencari jalan dengan hambatan yang paling kecil yang disebut
“Creep Line”, maka untuk memperbesar hambatan, Creep Line harus
diperpanjang dengan memberi lantai muka atau suatu dinding vertical.
Topan Hidayattulloh | 18611100
9
Untuk menentukan Creep Line, maka dapat dicari dengan rumus atau
teori:
-
Teori Bligh
Menyatakan bahwa besarnya perbedaan tekanan di jalur pengaliran
adalah sebanding dengan panjang jalan Creep Line.
H =
L
cBligh
Dimana:
-
H
=
Beda tekanan
L
=
Panjang creep line
c
=
creep ratio
Teori Lane
Teori Lane ini memberikan koreksi terhadap teori Bligh, bahwa energi
yang diperlukan oleh air untuk mengalir kea rah vertical lebih besar
daripada arah horizontal dengan perbandingan 3:1, sehingga dapat
dianggap:
Lv = 3 LH
LV + 1 LH
3
H=
C lane
Dimana:
H
=
Tekanan
L
=
Panjang creep line
6. Menentukan Stabilitas Bendung
Untuk mengetahui kekuatan bendung, sehingga konstruksi bendung
sesuai dengan yang direncanakan dan memenuhi syarat yang telah
ditentukan. Stabilitas bendung ditentukan oleh gaya-gaya yang bekerja
pada bendung, seperti :
Topan Hidayattulloh | 18611100
10
-
Gaya berat sendiri,
-
Gaya gempa,
-
Tekanan lumpur,
-
Gaya hidrostatis,
-
Gaya angkat (up lift pressure).
7. Perencanaan Pintu
Perencanaan pintu berfungsi mengatur benyaknya air yang masuk ke
saluran dan mencegah masukknya benda-benda padat dan kasar ke
dalam saluran (pintu pengambilan atau intake gate). Pada bendung
tempat pengambilan bisa terdiri dari 2 pintu yaitu kanan dan kiri, bisa
juga hanya satu tergantung letak daerah yang akan dialiri. Tinggi
ambang tergantung pada material yang terbawa oleh sungai. Ambang
makin tinggi makin baik, untuk mencegah masuknya benda padat dan
kasar ke saluran, tapi tinggi ini ditentukan atau dibatasi oleh ukuran
pntu. Pada waktu banjir, pintu pengambilan cukup ditutup untuk
mencegah masuknya benda kasar ke saluran. Penutupan pintu tidak
berakibat apa apa karena saat banjir di sungai biaanya tidak lama. Maka
yang dianggap air normal pada sungai adalah setinggi mercu. Ukuran
pintu ditentukan dari segi praktis dan estetika. Lebar pintu biasanya
maksimal 2 m untuk pintu dari kayu. Jika terdapat ukuran yang lebih
besar dari 2 m, harus dibuat lebih dari satu pintu dengan pilar-pilar
diantaranya.
8. Pintu Penguras
Lebar pintu penguras biasanya diambil dari 1/10 lebar bendung (B),
sedangkan pada saat banjir pintu penguras ditutup. Dan bila banjir
lewat di atas pintu, maka tinggi pintu penguras harus setinggi mercu
bendung. Oleh karena itu, tebal pintu juga harus diperhitungkan untuk
tinggi air setinggi air banjir.
Topan Hidayattulloh | 18611100
11
2.2
Stabilitas Bendung
Stabilitas suatu bendung harus memenuhi syarat-syarat konstruksi
dari bendung, antara lain :
1. Bendung harus stabil dan mampu menahan tekanan air pada waktu
banjir,
2. Bendung harus dapat menahan bocoran yang disebabkan oleh aliran
sungai dan aliran air yang meresap di dalam tanah,
3. Bendung harus diperhitungkan terhadap daya dukung tanah di
bawahnya,
4. Tinggi ambang bendung atau crest level harus dapat memenuhi tinggi
muka air minimum yang diperlukan untuk seluruh daerah irigasi,
5. Peluap harus berbentuk sedemikian rupa agar air dapat membawa
pasir, kerikil, dan batu-batuan dan tidak menimbulkan kerusakan pada
puncak ambang.
2.3
Tipe Mercu Bendung
Di Indonesia ada 2 type mercu untuk bendung pelimpah yang umum
digunakan, yaitu :
1.
Type Mercu Bulat
Untuk bendung denagn mercu bulat memiliki harga koefisien debit
yang jauh lebih tinggi (44%) dibandingkan koefisien bendung ambang
lebar. Pada sungai-sungai, type ini banyak memberikan keuntungan
karena akan mengurangi tinggi muka air hulu selama banjir. Harga
koefisien debit menjadi lebih tinggi karena lengkung stream line dan
tekanan negatif pada mercu. Untuk bendung dengan 2 jari-jari hilir
akan digunakan untuk menemukan harga koefisien debit.
Topan Hidayattulloh | 18611100
12
Gambar 1.1 Mercu Type Bulat
2.
Type Mercu Ogee
Bentuk mercu type Ogee ini adalah tirai luapan bawah dari bendung
ambang tajam aerasi. Sehingga mercu ini tidak akan memberikan
tekanan sub atmosfer pada permukaan mercu sewaktu bendung
mengalirkan air pada debit rencananya. Untuk bagian hulu mercu
bervariasi sesuai dengan kemiringan permukaan hilir.
Gambar 1.2 Mercu Type Ogee
Topan Hidayattulloh | 18611100
BAB III
PERENCANAAN BADAN BENDUNG
3.1
Data-Data Perencanaan
Diketahui Data Perencanaan Karakteristik Sungai :
a. Luas Daerah Aliran Sungai (DAS) (F)
= 21
Km²
b. Panjang total sungai(L)
= 14
Km²
c. Lebar dasar sungai
= 20
m
d. Evaluasi dasar sungai pada hulu sungai
= 32
m
e. Evaluasi dasar sungai pada dasar bendung
= 29
m
f. Evaluasi sawah tertinggi yang dialiri
= 15
m
g. Tinggi air disawah/genangan
= 0,1 m
h. Kehilangan tekanan saluran dan bangunan air
= 1,80 m
i.
Bahan tubuh bendung
= 2400 Kg/m³
j.
Kebutuhan bahan air tanaman
= 1,21 det/ Ha
k. Berat jenis bahan
l.
Batu kali
= 2200 Kg/m³
Beton masa
= 2300 Kg/m³
Beton bertulang
= 2400 Kg/m³
Elevasi Bendung
= 33,8 m
m. Elevasi dasar sungai pada dasar bendung
= 29
n. Tinggi Mercu Bendung
= 4,8 m
13
m
Topan Hidayattulloh | 18611100
14
3.2
Luas Catchment Area
Catchment Area adalah luas daerah yang dapat mengalirkan air
limpasan, baik akibat limpasan permukaan ataupun akibat limpasan
air tanah ke sistem sungai yang bersangkutan.
Catchment Area dibuat dengan batas-batas tertenu, yaitu
terdiri dari garis-garis tinggi atau puncak-puncak gunung yang
membagi daerah pangaliran menjadi beberapa bagian.
Catchment Area untuk sungai harus mencakup seluruh anakanak sungai yang mengalir kesungai tersebut.
3.3
Analisa Curah Hujan
Untuk perhitungan design flood, maka data hujan dianalisa
dengan menggunakan Metode Log
Person Type III untuk
mendapatkan besarnya hujan rata-rata yang diharapkan terjadi
dalam periode ulang 5 tahun.
A. Data Curah Hujan
1. Luas Wilayah DAS
Tabel 1. Luas seluruh DAS dan Luas Per-Stasiun
Stasiun
ha
km²
Bulu
400
4
Sendangmulyo
800
8
Sale (Mrayu)
900
9
TOTAL
2100
21,00
Luas = 21,00 km2
Topan Hidayattulloh | 18611100
15
2. Curah Hujan DAS Grubugan 10 tahun terakhir
Tabel 2. Curah Hujan 10 Tahun Terakhir
Bulu
Sendangmulyo
Sale (Mrayun)
curah hujan (mm)
curah hujan (mm)
curah hujan (mm)
1997
180
367
450
2
1998
190
345
480
3
1999
350
450
580
4
2000
250
650
650
5
2001
280
306
645
6
2002
175
280
540
7
2003
285
299
650
8
2004
340
378
800
9
2005
380
245
495
10
2006
334
519
405
No
Tahun
1
3. Mencari Nilai Ci Koefisien Thiessen
Tabel 3. Koefisien Thiessen
No
Nama Stasiun
Luas Daerah Tangkapan
Ai (km)
Koefisien Thiessen
(Ci)
Persentase
1
Bulu
4
0,19
19%
2
Sendangmulyo
8
0,38
38%
3
Sale (Mrayun)
9
0,43
43%
21
1,00
100%
Total Luas
Rumus untuk menghitung Koefisien Thiessen ( Ci) Adalah :
Dimana : Ci = Nilai joefisien thiessen pada stasiun
Ai
= luas daerah tangkapan pada stasiun (km²)
At
= Luas Total Daerah Tangkapan (km²)
Topan Hidayattulloh | 18611100
16
4.
Mencari Curah Hujan Maksimum Rata-rata
Tabel 4. Curah Hujan Maksimum Rata-rata
No
Tahun
Bulu
Curah
C1
Hujan
0,19
R1
180
34,3
Sendangmulyo
Sale (Mrayun)
0,38
Curah
Hujan R3
0,43
Curah
Hujan
Rata-rata
(R) mm
367
139,8
450
192,9
367,0
Curah
Hujan R2
C2
C3
1
1997
2
1998
190
36,2
345
131,4
480
205,7
373,3
3
1999
350
66,7
450
171,4
580
248,6
486,7
4
2000
250
47,6
650
247,6
650
278,6
573,8
5
2001
280
53,3
306
116,6
645
276,4
446,3
6
2002
175
33,3
280
106,7
540
231,4
371,4
7
2003
285
54,3
299
113,9
650
278,6
446,8
8
2004
340
64,8
378
144,0
800
342,9
551,6
9
2005
380
72,4
245
93,3
495
212,1
377,9
10
2006
334
63,6
519
197,7
405
173,6
434,9
Rumus Perhitungan Untuk Menentukan Jumlah R adalah :
Contoh, curah hujan rata-rata tahun 2001 :
Ṝ = (R1 x C1) + (R2 x C2) + (R3 x C3)
R = (180 x 0,19) + (365 x 0,38) + (450 x 0,43)
R = 34,29 + 139,81 + 192,86
R= 367,0 mm
Topan Hidayattulloh | 18611100
17
5.
Menghitung Parameter Statistik menggunakan metode Log
Pearson Type III
Tabel 5. Perhitungan Parameter Statistik Curah Hujan Log Perason Type III
No
R
1
446,8
2,650
0,0261
0,00068
0,000
2
371,4
2,570
-0,0541
0,00293
0,000
3
373,3
2,572
-0,0519
0,00270
0,000
4
373,3
2,572
-0,0519
0,00270
0,000
5
434,9
2,638
0,0144
0,00021
0,000
6
377,9
2,577
-0,0467
0,00218
0,000
7
367,0
2,565
-0,0594
0,00353
0,000
8
486,7
2,687
0,0632
0,00400
0,000
9
573,8
2,759
0,1348
0,01816
0,002
10
446,3
2,650
0,0256
0,00066
0,000
Σ
4251,38
26,240
0,0000
0,03773
0,002
Ẍ
425,14
2,624
Log𝑋̅
=
s
=
Cs
=
6.
Μ…Μ…Μ…Μ…Μ…Μ…Μ…Μ…
𝑅
Log (R) πΏπ‘œπ‘” 𝑅 − πΏπ‘œπ‘”
∑𝑖=𝑛
𝑖=1 (πΏπ‘œπ‘” 𝑋𝑖)
Μ…Μ…Μ…Μ…Μ…Μ…Μ…Μ…
πΏπ‘œπ‘” 𝑅 − πΏπ‘œπ‘”
𝑅2
Μ…Μ…Μ…Μ…Μ…Μ…Μ…Μ…
πΏπ‘œπ‘” 𝑅 − πΏπ‘œπ‘”
𝑅3
= 26,240/10 = 2,624
𝑛
Μ…
∑𝑖=𝑛
𝑖=1 (πΏπ‘œπ‘” 𝑋𝑖−πΏπ‘œπ‘”π‘‹)²
𝑛−1
Μ…
∑𝑖=𝑛
𝑖=1 (πΏπ‘œπ‘” 𝑋𝑖−πΏπ‘œπ‘”π‘‹)³
(𝑛−1)(𝑛−2)(𝑆1)³
= 0,03773/9 = 0,0042
= 10 x 0,002 / 9 x 8 x 0,0042 = 0,723
Menghitung Periode Ulang per 2 dan 5 tahun
Nilai Kt :
T2 = 0
T5 = 0,84
Tabel 6. Tabel Periode Ulang Log Pearson Type III
No.
Periode Ulang (Tahun)
Log X
Kt
S Log R
Xt
log Xt
1
2
2,6240
0
0,0042
2,6240
420,740
2
5
2,6240
0,84
0,0042
2,6275
424,165
Topan Hidayattulloh | 18611100
18
7.
Menghitung Interpolasi nilai KF "Faktor Frekuensi"
Tabel 7. Perhitungan Interpolasi Nilai Faktor Frekuensi (Kf)
No.
Periode Ulang
CS
X1
X2
Y1
Y2
(Kf)
1
2
0,723
-0,1
0
0,017
0
-0,12
2
5
0,723
-0,1
0
0,0846
0,842
6,32
3.4
Perhitungan Curah Hujan Rata-rata
Berdasarkan data hasil perhitungan curah hujan, dihitung curah hujan
rencana untuk kala ulang 5 tahun. Nilai k diperoleh dari tabel harga KF untuk
distribusi Log Pearson Tipe III dengan melihat nilai Cs = 0,723 pada kala ulang
2 tahun. Dengan Interpolasi maka untuk Cs= 0,723 nilai k = -0,12 dan untuk
kala ulang 5 tahun nilai K= 6,32. Dengan demikian curah hujan rancangan kala
ulang 2 dan 5 tahun (T5) dengan panjang data 10 tahun periode 1997-2006
adalah :
Log Xn=
Log Ẍ +
S
x
k
Log Xβ‚‚=
2,624 +
0,0042
x
-0,123= 2,624
Log Xβ‚…=
2,624 +
0,0042
x
6,32= 2,650
Log Xβ‚‚ = Y
Xβ‚‚
= 10y
Xβ‚‚
= 102,624
Xβ‚‚
= 420
Log Xβ‚… = Y
Xβ‚…
= 10y
Xβ‚…
= 102,650
Xβ‚…
= 447
Curah hujan rancangan kala ulang 5 tahun dengan panjang data 10 tahun.
Topan Hidayattulloh | 18611100
19
Tabel 8. Perhitungan Statistik Curah Hujan Periode 1997-2006
No.
Periode
Log Xt
S log X
CS
k
Log Pearson tipe
III
Y
X
1
2
2,624
0,0042
0,723
-0,050
2,6238
421
2
5
2,624
0,0042
0,723
0,824
2,6275
424
Dari perhitungan Statistik Curah Hujan Periode 1997-2006 diatas, diperoleh
nilai Curah Hujan Rencana Rβ‚‚β‚„ dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 9. Curah Hujan Rβ‚‚β‚„ (1997-2006)
No.
Periode
Curah Hujan Rβ‚‚β‚„
1
2
421
2
5
424
3.5
Perhitungan Debit Banjir Rencana
3.5.1 Menghitung Debit Banjir Rencana menggunakan Metode Rasional
Menghitung waktu konsentrasi
S=
H
keterangan:
0,9 x L
H = tinggi (mdpl)
0,1
=
Tc = Waktu konsentrasi
0,9 x 14
= 0,008
L = panjang total sungai
S = kemiringan rata-rata
Besarnya nilai (tc) menggunakan Persamaan Kirpich :
tc =
=
=
0,87 x L²
1000 x S
x 0,385
0,87 x 14²
1000 x 0,008
0,87 x 196
1000 x 0,008
x 0,385
x 0,385 = 8,272
Topan Hidayattulloh | 18611100
20
3.5.2 Perhitungan Intensitas Curah Hujan
Metode Mononobe
I = (Xβ‚‚β‚„/24) x (24/tc)β…”
keterangan :
I = Intensitas Curah hujan (mm/jam)
r = lamamya curah hujan/durasi curah hujan (jam)
Xβ‚‚β‚„ = curah hujan rencana dalam suatu periode
Menghitung Intensitas Hujan (I) Metode Mononobe Kala ulang 2 tahun
:
I=
I=
I=
I=
I=
(Xβ‚‚β‚„/24) x (24/tc)β…”
Xβ‚‚β‚„
x
24
421
x
24
17,522
x
35,645
mm/jam
24
8,272
24
8,272
2,90138
β…”
β…”
0,67
Menghitung Intensitas Hujan (I) Metode Mononobe Kala ulang 5 tahun
:
I=
I=
I=
I=
I=
(Xβ‚‚β‚„/24) x (24/tc)β…”
Xβ‚‚β‚„
x
24
424
x
24
17,671
x
35,947
mm/jam
24
8,272
24
8,272
2,901
β…”
β…”
0,67
Tabel 10. Hasil Perhitungan intensitas curah hujan
No.
Periode
Curah Hujan Rβ‚‚β‚„
1
2
35,645
2
5
35,947
Setelah mendapatkan nilai Intensitas Hujan (I) selanjutnya, untuk
menentukan Debit Puncak saluran (Q) salah satu konsep dalam upaya
mengendalikan banjir adalah koefisien aliran permukaan yang dapat
dilihat pada tabel berikut :
Topan Hidayattulloh | 18611100
21
Tabel 11. Penentuan nilai koefisien pada wilayah DAS Sawah
No
.
Tutupan Lahan
1
Luas
Km2
C
(% Luas)
C x (% Luas)
Perumahan
5
0,4
23,81
9,52
2
Ladang
4
0,175
19,05
3,33
3
sawah irigasi
5
0,175
23,81
4,17
4
sawah tadah hujan
4
0,175
19,05
3,33
5
hutan
3
0,15
14,29
2,14
100,00
22,50
Total
21
Sehingga Nilai C =
Sehingga Nilai C =
0,225
0,2250
Lokasi DAS Grubugan terletak di persawahan irigasi, oleh karena
itu nilai koefisien aliran "C" yaitu : 0,2250
Dengan nilai Koefisien aliran "C" yang sudah didapat diatas maka
untuk menentukan nilai debit banjir saluran (Q) adalah :
Menghitung Debit banjir Saluran (Q) Periode ulang 2 tahun :
Q = 0,278 x
C
x
Q = 0,278 x
0,225 x
I
x
A
35,645 x
21
Q = 46,8 mαΆΎ/s
Menghitung Debit banjir Saluran (Q) Periode ulang 5 tahun :
Q = 0,278 x
C
x
Q = 0,278 x
0,225 x
I
x
A
35,947 x
29
Q = 65,21 mαΆΎ/s ( periode ulang ke-5 ini yang kami gunakan )
Tabel 12. Perhitungan Debit Puncak (Q)
Periode
I (mm/jam)
C
A
Q (mαΆΎ/s)
2
35,645
0,225
21
46,8
5
35,947
0,225
21
65,21
Topan Hidayattulloh | 18611100
22
3.6
Tinggi Air Sebelum ada Bendung
Q=AxV
Q = 2,020 x 1,08
Keterangan :
A = Luas Penampang (m2)
Q = 2,177 m
V = Kecepatan Aliran (m/det)
Untuk mempermudahkan dalam melakukan perhitungan maka
penampang sungai diasumsikan berbentuk trapesium dan lebar dasar
sungai dinggap sama. Maka didapat persamaan luas penampang sungai
sebagai berikut :
b=
lebar sungai (m)
A= b+mx hx h
m=
kemiringan sungai
A = 20 + 2 x 0,1 x 0,1
h=
tinggi air genangan (m)
A = 2,020
P = b + 2h (√(1+ π‘š)²
P = 20 + 0,2 x 3
P = 20 + 0,6
P = 20,6
Dianggap bahwa kecepatan aliran sungai dapat dicari pendekatannya
dengan menggunakan rumus manning sebagai berikut :
V = 1/n x Rβ…” x S 1/2
n=
nilai kekasaran manning (0,022)
V = 45,45 x 0,266 x 0,089
R=
jari – jari hidrolis (A/P) "m"
V = 1,08
S=
kemiringan dasar saluran (0,001)
Topan Hidayattulloh | 18611100
23
Tabel 13. Perhitungan Perkiraan Tinggi Muka Air Sebelum ada Bendung (Q)
H
A
P
R
V
Q
(m)
(m2)
(m)
(m)
(m/det)
(m3/det)
0,16
3,2512
20,96
51,5028
14,0268
45,6038
0,2
4,08
0,008
49,2161
12,1481
49,5643
0,25
4,1951
0,008
46,9152
10,5331
53,9820
21,8
3,5275
0,008
45,0367
9,3836
57,9908
7,245
22,1
3,0504
0,008
43,4569
8,5172
61,7068
8,32
22,4
2,6923
0,008
42,0994
7,8369
65,2026
i
C
6,4469
0,008
21,2
5,1961
5,125
21,5
0,3
6,18
0,35
0,4
Jadi tinggi muka air sebelum bendung adalah : 0,4 m
3.7
Tinggi Air diatas Mercu sesudah ada Bendung
Untuk menentukan tinggi muka air setelah ada bendung digunakan
rumus sebagai berikut :
1. Menentukan tinggi mercu bendung Tinggi mercu bendung dipengaruhi
oleh beberapa faktor, antara lain:
•
Elevasi sawah bagian hilir tertinggi dan terjauh,
Evaluasi dasar sungai pada dasar bendung
•
m
=
0,1
m
Kehilangan tekanan karena kemiringan saluran,
Kemiringan
•
29
Elevasi kedalaman air di sawah,
Tinggi air disawah/genangan
•
=
=
0.008 m
Kehilangan tekanan saluran dan bangunan air
Kehilangan pada saluran
=
1,8
m
Menentukan tinggi muka air setelah ada bendung digunakan rumus
Elv Bendung
=Elv. Sawah
+
Ttl. Kehilangan
= ( TInggi air elevasi + evaluasi dasar sungai pada
dasar bendeung )
= ( 0,1 + 29 )
+ Ttl. Kehilangan
+
1,8
= 30,9
Topan Hidayattulloh | 18611100
24
Tinggi Mercu Bendung
P
=
Elv. Bendung -
Elv. Dasar Sungai
=
30,9
29
=
1,9
Q
=
65,2026
Cd
=
0,93 + 0,1 x H/L
g
=
9,80
mαΆΎ/s
=
0,93
m2/dt
2. Menentukan tinggi air di atas mercu bendung Tinggi air di atas mercu
bendung dipengaruhi oleh:
•
Lebar Efektif Bendung (Bef)
Lebar efektif bendung adalah lebar bendung yang bermanfaat
untuk melewatkan debit. Untuk menetapkan besarnya lebar efektif
bendung, pelu diketahui mengenai eksploitasi bendung, karena
pengaliran air di atas pintu lebih sukar daripada pengairan air di
atas mercu bendung, maka kemampuan pintu pembilas untuk
pengaliran air dianggap hanya 80%, maka lebar efektif bendung
dapat dihitung dengan rumus:
Bef = B - Σb - Σt + 0,80 Σb
= B - Σt - 0,20 Σb
Dimana:
Bef
=
Lebar efektif bendung
B
=
Lebar seluruh bendung
Σt
=
Jumlah tebal pilar
Σb
=
Jumlah lebar pintu pembilas
Topan Hidayattulloh | 18611100
25
Tabel 14. Tabel Perhitungan Elevasi Mercu berdasarkan Lebar Bendung
H1/r
C0
P/H1
C1
P/Hd
0,50
1,05
0,00
0,65
0,00
1,00
1,17
0,25
0,86
2,00
1,33
0,50
3,00
1,41
4,00
5,00
C2
1
0,667
0,333
0,25
1,030
1,025
1,008
0,93
0,50
1,012
1,017
1,005
0,75
0,95
0,75
1,004
1,010
1,004
1,46
1,00
0,97
1,00
0,998
1,006
1,002
1,47
1,50
0,99
1,50
0,993
1,000
1,000
Rumus lain liat grafik utk menghitung nilai Cd
H1/r >=
3
maka C0
=
1,41
P/H1 >=
0,5
maka C1
=
0,93
P/Hd>=
0,5
maka C2
=
1,012
=
C0 x C1 x C2
=
1,33
Lebar dasar sungai b
=
20
Jumlah Pilar
=
3
Cd
m
Kp
=
0,01
Koef Kontruksi Pilar
Ka
=
0,2
Koef Kontruksi Pangkal
Be
=
B - 2 (n.Kp+Ka)H1
=
20
-
0,46
Topan Hidayattulloh | 18611100
26
Jadi,
H1
Q
3,565
65,21
Q Rencana =
65,21 =
Q Hitung
65,21
[ OK ]
Tinggi Energi Hulu ( He )
=
Tinggi air diatas mercu
=
1,9
5,4645 m
=
Lebar Efektif Bendung ( Be ) =
Elv. Mercu
+
+
H1
3,5645
B - 2 (n.Kp+Ka)H1
=
20
-
0,46
=
18,36033
x
3,5645
m
Luas Penampang
A
=
Be ( p + H1 )
=
18,36033
=
100,3300233 m3
=
Q/A
=
65,21 :
=
0,649929096 m/s
=
0,42240783 :
=
0,02155142 m
=
H1
=
3,5645
=
3,4589 m
x
5,4645
Kecepatan
V
V²/(2.g)
Hd
2g
100,3300233
19,6
V²
-
Jadi Elv. Muka air di Atas Mercu Adalah
0,1056
34,3589
m
Topan Hidayattulloh | 18611100
27
3.8
Ukuran Hidrolis Bendung
3.8.1 Perhitungan Hidrolisis Bendung
Jari-Jari Mercu Bulat ( R )
Diambil (0,3-0,7) H1 karna memakai Beton, Sehingga :
R = 0,3 x H1
= 0,3 x 3,5645
= 1,06935 m
Check :
H1/R
≥
3
3,333333333 ≥
3
P/H1
≥
0,5
0,533034086 ≥
0,5
P/Hd
≥
0,5
0,549307894 ≥
0,5
[ OK ]
3.8.2 Perhitungan Tinggi Air di Hilir Bendung
Q Rencana
= 65,21
Lebar Dasar Sungai
= 20
Kemiringan Sungai ( I )
= 0,008
Menggunakan Rumus Chezy :
A=(B+m xh)h
V = C . R 3/2 . I 1/2
C=
87
𝛾
)
√𝑅
(1+
R =
A
P
P = B + 2h √(1 + π‘š2 )
m = 1,5
Q = A.V
Topan Hidayattulloh | 18611100
28
Tabel 15. Tabel Perhitungan
H
A
P
R
C
V
Q
1
20,00794
22,0001
0,9094
30,6872
0,0458
0,9164
2
40,03175
24,0001
1,6680
36,9425
0,3401
13,6168
3
60,07143
26,0002
2,3104
40,4405
0,9896
59,4467
3,05
61,07383
26,1002
2,3400
40,5780
1,0316
63,0014
3,070
61,4748
26,1402
2,3517
40,6323
1,0486
64,4619
3,080
61,67529
26,1602
2,3576
40,6593
1,0572
65,2005
3,090
61,87578
26,1802
2,3635
40,6862
1,0658
65,9448
Dari tabel diatas didapat : Untuk Q5 = 65,2005 m3/det, tinggi air h = 3,080 m
A = ( B + i x H)H
A = 20 + 0,008 x 3,080 x 3,080
= 61,6753 m3
V = Q/A
= 65,2005 / 61,6753
= 1,0538 m/s
Jadi, Elevasi Air pada Hilir Bendung di dapat :
Elv. Di hilir bendung = Elv. Dasar Sungai + Ketinggian air
= 29 + 3,080
= 32,08
Topan Hidayattulloh | 18611100
29
3.8.3 Perhitungan Kolam Olak
Perhitungan kolam olak direncanakan pada saat sungai banjir. Rumus
debit pelimpah yang digunakan adalah debit pelimpah pada bendung tetap
dengan mercu bulat, yaitu :
Q
= 1,33 x 2/3 √2/3 x 9,8 x 18,36033 x 22,64466298
= 940,1671 m3/dtk
V1 =√ 2 x g (0,5 H1 + z)
= 8,9218 m/dtk
y1 = Q / V1x Be
=940,1671 / 163,807
=5,739 m
Fr1 = V1 / √g.y1
= 8,921799237 / 7,500
= 1,189607
y2 = Kedalaman Air di atas ambang Ujung = y1/2 (√1*8 Fr²-1)
= 8,85297 m
Topan Hidayattulloh | 18611100
30
Dari Perhitungan di atas di peroleh :
Fr1=
1,18960653
Maka di butuhkan kolam olak di rencanakan dengan kolam olak Tipe
Vlugter Dimana :
Fr1 < 4,5
1,18960653 <
4,5
Pendimensian kolam olak dengan menggunakan tipe Vlughter.
Pendimensian kolam olak tipe Vlughter menggunakan rumus-rumus
sebagai berikut:
z( tinggi jatuh )
= Elv. Mercu Bendung - elv. Muka air di hilir
bendung
=
34,3589
=
2,2689 m
=
2/3
=
0,666666667 x
=
2,305932028 m
= 0,1
x
z
+ 3
x
Hc
= 0,1
x
2,2789 +
3
x
Hc
t
-
32,09
Hd
3,4589
2,30593
= 7,1457 m
D = R = L = z + t -H1
= 28,5098 m
= 2,2789 + 7,145685889 - 3,5645
= 5,8601 m
a = 0,28
x
Hc √Hc/z
= 0,28
x
2,305932028 x 1,005913885
=
0,649479333
≈
0,6
m
Jadi Elevasi Dasar Kolam Olak = Elv. Mercu bendung - D
= 34,3589 - 5,8601
= 28,4988 m
Topan Hidayattulloh | 18611100
31
3.8.3 Perhitungan Kolam Olak
Akibat dari pembendungan sungai akan menimbulkan pebedaan
tekanan, selanjutnya akan terjadi pengaliran di bawah bendung. Karena
sifat air mencari jalan dengan hambatan yang paling kecil yang disebut
“Creep Line”, maka untuk memperbesar hambatan, Creep Line harus
diperpanjang dengan memberi lantai muka atau suatu dinding vertical.
Untuk menentukan Creep Line, maka dapat dicari dengan rumus atau
teori:
•
Teori Bligh
Menyatakan bahwa besarnya perbedaan tekanan di jalur
pengaliran adalah sebanding dengan panjang jalan Creep Line.
H =
L
cBligh
Dimana:  H
=
Beda tekanan
L =
Panjang creep line
c =
creep ratio
Tabel 16. Weighted Creep Ratio
Topan Hidayattulloh | 18611100
32
Tabel 17. Lantai Muka
Rembesan
Titik
Garis
Lv
Lh
1/3 Lh
Lx
m
m
m
m
A
0
A-B
5,5
B
5,5
B-C
4
1,3333333
C
6,83333
C-D
3,5
D
10,3333
D-E
4
1,3333333
E
11,6667
E-F
3,5
F
15,1667
F-G
4
1,3333333
G
16,5
G-H
5
H
21,5
Jumlah
17,5
∑βˆ† H =
5,5
m
L
28
m
=
12
4
Faktor Keamanan
=
1,5
Jadi L total
=
29
87,5
m
Menentukan Panjang Creep Line ( Creep Length )
Panjang Horizontal ( Lh )
=
12
m
Panjang Vertikal ( Lv )
=
17,5
m
Panjang Total Creep Line ( ∑L )
=
29,5
m
Topan Hidayattulloh | 18611100
33
CHECK :
∑L
≥
βˆ†HxC
29,5
≥
5,5
x
29,5
Λƒ
27,5
( kontruksi aman terhadap tekanan air )
5
PENGUJIAN CREEP LINE ada DUA CARA yaitu :
•
Teori Lane
Teori Lane ini memberikan koreksi terhadap teori Bligh, bahwa
energi yang diperlukan oleh air untuk mengalir kea rah vertical
lebih besar daripada arah horizontal dengan perbandingan 3:1,
sehingga dapat dianggap:
Lv = 3 LH
H =
LV + 1 LH
3
C lane
Dimana:
H =
Tekanan
L =
Panjang creep line
L = Cw x Hb
Dimana, Cw adalah koefisien Lane ( Tergantung
bahan yang diambil )
Maka,
L = Cw x Hb
= 5
x
1,4876
= 7,437960851 m
Ld =
Lv
+
= 17,5
+
4
1/3 Lh
= 21,5
Topan Hidayattulloh | 18611100
34
Syarat :
L <
•
Ld
[ OK ]
7,437960851
<
21,5
7,437960851
<
21,5
Teori Bligh’s
Dimana :
L = Panjang Creep line yang di ijinkan
Cc = Koefisien Bligh ( tergantung bahan yang dilewati, Cc diambil )
HB = Beda tinggi muka air banjir dengan tinggi muka hilir (m)
HB = P + H + d3
= 1,9
+
= 1,4876
m
0,0100 -
0,4224
Maka,
L = Cc x Hb
= 5 x
1,4876
= 7,437960851
m
Syarat :
<
∑L
<
29,5
L
7,437960851
[ OK ]
Topan Hidayattulloh | 18611100
35
3.9
Stabilitas Bendung
Untuk mengetahui kekuatan bendung, sehingga konstruksi
bendung sesuai dengan yang direncanakan dan memenuhi syarat yang
telah ditentukan. Stabilitas bendung ditentukan oleh gaya-gaya yang
bekerja pada bendung, seperti:
3.9.1 Besarnya Gaya berat sendiri segmen S1
ϒ Pasangan Beton
Volume =
=
2,4
0
Panjang
x
Tinggi x
=
4
x
5,5
x
1
=
22
m³
=
Volume
x
Bj pas beton
=
22
x
2,4
=
52,8
ton
=
Gaya x
Jarak
=
52,8
12
=
633,6 tm
Besar gaya
Momen
x
Lebar
Tabel 18. Perhitungan Gaya Berat secara tabel
Volume
Berat jenis
Gaya
Panjang
lengan
Momen
m³
0
Ton
m
tm
S1
22
2,4
52,8
12
633,6
S2
8
2,4
19,2
8
153,6
S3
14
2,4
33,6
4
134,4
S4
6
2,4
14,4
4
57,6
No. Gaya
Jumlah
120
979,2
Topan Hidayattulloh | 18611100
36
3.9.2 Besar gaya akibat Gempa segmen K1
E =
ad /g
N =
1,56
M =
0,89
z =
0,3
ac =
113
asumsi pakai dari kala ulang 50 tahun
ad =
47,06676
cm/det
g =
980
E =
0,048027306
( Koefisien jenis tanah )
Tabel 19. Tabel Koefisien Jenis Tanah
No.
Jenis
n
m
1
Batu
2,76
0,71
2
Diluvium
0,87
1,05
3
aluvium
1,56
0,89
4
aluvium
lunak
0,29
1,32
sumber : Standart Perencanaan Irigasi KP-06
Menghitung kala ulang 50 tahun menggunakan cara interpolasi
Periode ulang
Ac
20
85
50
113
100
160
500
225
1000
275
Besar gaya berat S1 =
Besar Gaya
52,8
ton
=
Koefisien
x
Gaya berat sendiri
=
0,048027306 x
=
2,535841763 ton
52,8
Topan Hidayattulloh | 18611100
37
Momen
=
Gaya x
Jarak
=
2,535841763 x
=
20,28673411 tm
8
Tabel 20. Perhitungan Gaya Gempa secara tabel
Koefisien
Gempa
Gaya Berat
Gaya
Gempa
E
G
K=ExG
Lengan
K1
0,048027306
2,535841763
0,12179
12
Momen
Guling
30,43010116
K2
0,048027306
0,922124278
0,044287
8
7,37699422
K3
0,048027306
1,613717486
0,077503
4
6,454869943
K4
0,048027306
0,691593208
0,033215
4
2,766372833
No.
Gaya
Titik M
Topan Hidayattulloh | 18611100
38
3.10 Perhitungan Pintu-pintu Air
3.10.1 Perencanaan pintu
Perencanaan pintu berfungsi mengatur benyaknya air yang masuk ke
saluran dan mencegah masukknya benda-benda padat dan kasar ke
dalam saluran (pintu pengambilan atau intake gate). Pada bendung
tempat pengambilan bisa terdiri dari 2 pintu yaitu kanan dan kiri, bisa
juga hanya satu tergantung letak daerah yang akan dialiri. Tinggi
ambang tergantung pada material yang terbawa oleh sungai. Ambang
makin tinggi makin baik, untuk mencegah masuknya benda padat dan
kasar ke saluran, tapi tinggi ini ditentukan atau dibatasi oleh ukuran
pntu. Pada waktu banjir, pintu pengambilan cukup ditutup untuk
mencegah masuknya benda kasar ke saluran. Penutupan pintu tidak
berakibat apa apa karena saat banjir di sungai biaanya tidak lama. Maka
yang dianggap air normal pada sungai adalah setinggi mercu. Ukuran
pintu ditentukan dari segi praktis dan estetika. Lebar pintu biasanya
maksimal 2 m untuk pintu dari kayu. Jika terdapat ukuran yang lebih
besar dari 2 m, harus dibuat lebih dari satu pintu dengan pilar-pilar
diantaranya.
3.10.2 Pintu Penguras
Lebar pintu penguras biasanya diambil dari 1/10 lebar bendung (B),
sedangkan pada saat banjir pintu penguras ditutup. Dan bila banjir
lewat di atas pintu, maka tinggi pintu penguras harus setinggi mercu
bendung. Oleh karena itu, tebal pintu juga harus diperhitungkan untuk
tinggi air setinggi air banjir.
Topan Hidayattulloh | 18611100
39
Titik Garis
Lv
m
A
A-B
Tabel 20. Badan bendung
Rembesan
Lx
L
βˆ†H
Hx
Lh
1/3 Lh
m
m
m
m
m
m
0
21,5 5,8601 6,55
Ux
m
6,55
5,5
B
5,5
B-C
4
21,5 5,8601
1,333333333
C
6,833333333 21,5 5,8601 4,55 2,68749
C-D
3,5
D
10,33333333 21,5 5,8601
D-E
4
1,333333333
E
11,66666667 21,5 5,8601 4,55 1,37011
E-F
3,5
F
15,16666667 21,5 5,8601
F-G
4
1,333333333
G
G-H
H
Jumlah
16,5
21,5 5,8601 6,05 1,55273
21,5
87,5
21,5 0,0000
5
17,5 12
4
Daerah yang akan dialiri seluas 2100 dan kebutuhan air bersifat norm
a
=
1,4
c
=
1,2
A
=
2100
Koef lengkung kapasitas tegal
Maka debit yang dibutuh kan :
Q
=
CxaxA
=
3528 lt/det
UKURAN INTAKE
A
=
2100
Q
=
3528 lt/det =
3,528 m3/det
z
=
2,2689 m
0,226889804
b
=
4
m
=
0,85
=
Koef pengaliran untuk mercu berbentuk bulat
Topan Hidayattulloh | 18611100
40
Untuk aliran tidak sempurna
H1 > 2/3 H
Rumus pengaliran yang dipakai :
Mercu intake lebih tinggi daripada dasar saluran induk, maka :
Q
=
m x b1 . H1 x √2 x g z
3,528 =
0.85 x 4 x H1 x √2 x 9.8 x 2.8997
H1
=
3,4
H1
=
7,169922195 m
H1
=
0,492055549 m
x
2,108800646
~
1
m
elevasi dasar bendung
=
29
elevasi air normal
=
33,8
elevasi muka iar banjir
=
32,09
elevasi pengambilan
=
31
tinggi ambang di bawah pintu=
2
perencanaan tebal pinti intake
mutu kayu kelas I
ukuran papan
ợg =
125 kg/cm2 = 1250 t/cm2
E=
125000 kg/cm2
= 0,2 m
pemasukan di bagi dua pintu masing'
bt=
2
lebar pintu intake
bt=
2,4
tinggi pintu intake
=
h+0.15 1,15
tinggi air waktu banjir
=
32,09 -
h1
=
1,09
h2
=
0,89
31
Topan Hidayattulloh | 18611100
41
3.11 Perhitungan Dimensi Salah Satu Saluran
Saluran Primer
Debit Rencana , Q
=
65,21 m3/s
Kecepatan Standar, V
=
2,248 m3/s
Perbandingan, B/h
=
12 Terdapat pada tabel
Talud, 1: m
=
2 Terdapat pada tabel
Luas Penampang Basah
A
=
Q/V
=
29
m²
Dari Nilai B/h, maka :
B=
12
m=
2
x
Sehingga A =
h
h ( B + m.h )
29
=
h
x
12 h
29
=
14
h²
h²
=
2,071428571
h
=
1,439245834 m
B=
12
x
h
=
12
x
1,439245834
=
17,27095001 m
+
2h
Topan Hidayattulloh | 18611100
42
Tabel 21. Perbandingan B/h
Debit Saluran
m³/det )
(
B/h
< 0,30
1
0,30 - 0,50
1,5
0,50 - 1,50
2
1,50 - 3,00
2,5
3,00 - 4,50
3
4,50 - 6,00
3,5
6,00 - 7,50
4
7,50 - 9,00
4,5
9,00 - 11,00
5
11,00 - 15,00
6
15,00 - 25,00
8
25,00 - 40,00
10
40,00 - 80,00
12
Tabel 22. Harga Kemiringan Lereng, m
m
Debit Saluran
Dengan
( m³/det )
Lapisan
Tanpa Lapisan
Pelindung
Pelindung
< 0,30
1
0,5
1,50 - 3,00
1,5
1
Λƒ 15,00
2
1,5
Tabel 23. Tinggi Jagaan, fb
Debit Saluran
( m³/det )
Tinggi
Jagaan
< 0,30
0,3
0,30 - 0,50
0,4
0,50 - 5,00
0,5
5,00 - 15,00
0,6
15,00 - 25,00
0,75
Λƒ 25,00
1
Topan Hidayattulloh | 18611100
43
Sumber : Pedoman Kriteria Perencanaan Teknis Irigasi
Tabel 24. Nilai Koefisien Kekasaran Dasar Saluran
Koefisien Kekasaran
Kondisi Saluran
n
Kst
1. Saluran tanpa
Pelindung
Debit : > 10 m³/det
0,02
50
Debit : 5 - 10 m³/det
0,021 47,5
Debit : 1 - 5 m³/det
0,022
Debit : 0,2 - 1 m³/det
45
0,023 42,5
Debit : < 0,2 m³/det
0,025
40
2. Saluran dengan
pelindung
Beton
0,015 66,7
Passangan Batu
0,02
Pipa beton
50
0,013 76,9
Ambil Lebar dasr saluran baru , Bb =
17
m
Maka, Tinggi air yang baru dapat di cari sebagai berikut :
A
=
( hb ) x
( Bb
+
m.hb )
29
=
hb
x
17
+
2
29
=
17
hb
+
2
hb²
+
17
hb
-
29
=
2
hb²
x
hb
0
Menggunakan Rumus abc
=
-17
+
23,02793335 :
=
6
:
4
=
1,439245834 m
4
Topan Hidayattulloh | 18611100
44
Dengan Perumusan abc, Diperoleh Nilai Hb
Hb
=
1,439245834 m
Tinggi Jagaan, fb
=
1
m
( Lihat Tabel Tinggi Jagaan )
Tinggi Saluran H
=
hb
+
fb
=
1,439245834 +
=
2,439245834 m
1
Kemiringan Saluran atau Gradien Hidrolis
S
=
n²
x
V²
:
R^4/3
n
=
0,015
R
=
(hb)
=
1,439245834 x
49,71428571 :
2,878491669 x
2,236067977 )
=
71,55107862 :
23,70745305
=
3,018083742 m
=
n²
=
0,000225
=
0,001137521 :
=
0,000260806 %
S
Lihat pada tabel
(Bb.m.hb)
x
:
(Bb+2hb√1+m²
V²
:
x
5,055650649 :
(
17
+
R^4/3
4,361558626
4,361558626
Topan Hidayattulloh | 18611100
BAB IV
PENUTUP
4.1
Kesimpulan
Setelah melakukan Perencanaan Bendung dapat di simpulkan bahwa
dalam melalukan suatu Perencanaan dibutuhkan pemikiran matang yang
merupakan faktor utama dalam menyelesaikan perhitungan tersebut, dengan
melalukan perencanaan ini bisa :
1. Mengenal Jenis-jenis metode yang di pakai dalam menganalisis debit
banjir rencana
2. Menentukan tinggi air sebelum ada bendung
3. Menentukan tinggi air diatas mercu sesudah ada bendung
4. Mengukur Hidrolis Bendung
5. Menguji ke Stabilitas Bendung
6. Memperhitungkan pintu-pintu air
7. Memperhitungkan dimensi salah satu saluran
4.2
Saran
Berdasarkan hasil Perencanaan Bendung yang telah dilakukan, Dapat
melengkapi dan menentukan sendiri data-data
dan hal-hal yang sesuai
dengan peraturan tentang bendung dan bangunan air dari kementerian PU.
45
Topan Hidayattulloh | 18611100
Download