Bab Iii.docx

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana

BAB III PERENCANAAN BADAN BENDUNG 3.1. Data Perencanaan  Debit banjir rencana sungai/bendung (Qd)

= 200 m3/dt

 Lebar dasar sungai pada lokasi bendung

= 35 m

 Elevasi dasar sungai pada dasar bendung

= +100,00 m

 Elevasi sawah bagian hilir tertinggi dan terjauh

= +104,00 m

 Elevasi muka tanah pada tepi sungai di lokasi bendung

= +104,50 m

 Kemiringan/slope dasar sungai

= 0,0035

 Tegangan tanah dasar yang diijinkan (𝜎𝑡)

= 2,0 kg/cm2

 Perencanaan bendung pelimpah pengambilan satu sisi (Q1) = 3,5 m3/dt 3.2. Perhitungan Hidrolika Air Sungai Dengan :

C

87

   1   R 

………………………… Rumus Bazim

V3  C  R  I …………………………. Rumus Chezy A  b  d 3  d 32

P  b  2 2  d3 A R P Q  A  V3 Keterangan : Q = Debit banjir rencana (m3/dt) A = Luas tampang basah saluran (m2) V3 = Kecepatan aliran (m/dt) R = Jari – jari hidrolis (m) P = Keliling basah (m) I = Kemiringan dasar sungai C = Koefisien Chezy

Abisena Ismoyo Syahlani - 1519151045 -1-

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana γ = Kekasaran dinding saluran, diambil 1,3 untuk saluran tanah dengan kondisi biasa b = Lebar dasar saluran (m) d3 = Tinggi air sungai maksimum di hilir bendung (m) 3.2.1. Menentukan Tinggi Air Maksimum pada Sungai

Gambar 3.1 Penampang Melintang Sungai

Perhitungan tinggi air maksimum pada saat banjir rencana terjadi (Qd) memerlukan suatu perhitungan dengan cara coba – coba (trial and error) menggunakan persamaan Chezy sampai didapat Q  Qdesign. Data yang digunakan dalam perhitungan sebagai berikut, Kemiringan tepi sungai (m) =1:1 Lebar dasar sungai (b) = 35 m Debit banjir rencana (Qd) = 225 m3/dt Kemiringan dasar sungai (I) = 0,0035 Kekasaran dinding saluran (𝛾) = 1,3 Tabel 3.1 Perhitungan Tinggi Muka Air Maksimum di Hilir Bendung d3 (m) 1,7135

A (m2) 62.9086

P (m) 39.8465

R (m) 1.5788

C V (m/dt) Q (m3/dt) Kesalahan 42.7597 3.1785 199.957 0.0422

1,7136

62.9124

39.8468

1.5789

42.7603

3.1787

199.978

0.0219

1,7137

62.9163

39.8471

1.5789

42.7609

3.1788

199.998

0.0015

1,71371

62,9167

39,8471

1,579

42,7609

3,1788

200,000

0,0000

1,7138

62.9201

39.8474

1.5790

42.7615

3.1789

200.018

-0.0189

1,7139

62.9240

39.8476

1.5791

42.7620

3.1791

200.0392

-0.0392

1,7140

62.9278

39.8479

1.5792

42.7626

3.1792

200.059

-0.0596

Abisena Ismoyo Syahlani - 1519151045 -2-

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana Dari perhitungan tersebut, maka didapat d3 = 1,71371 m Cek jenis aliran air dengan Bilangan Froude (Fr) Fr = 1...................aliran kritis Fr > 1...................aliran super kritis Fr < 1...................aliran sub kritis 3,1788 V Fr = = = 0.7753 < 1, termasuk dalam aliran sub kritis. 9,81 x 1,71371 g.d 3 3.2.2. Menghitung Lebar Bendung Lebar bendung yaitu jarak antara dua tembok pangkal bendung (abutment). Agar tidak mengganggu sifat pengaliran setelah dibangun bendung dan untuk menjaga agar tinggi air di depan bendung tidak terlalu tinggi, maka dapat dibesarkan sampai B ≤ 1,2 Bn. Untuk menentukan besarnya tinggi jagaan (freeboard) dapat ditentukan dari tabel berikut: Tabel 3.2. Tinggi Jagaan Minimum untuk Saluran Tanah Q (m 3 /dt)

Tinggi Jagaan (m)

< 0,5

0,40

0,5 – 1,5

0,50

1,5 – 5,0

0,60

5,0 – 10,0

0,75

10,0 – 15,0

0,85

>15,0 1,00 Sumber : Kriteria perencanaan KP-03-hal 26 Debit sungai pada data perencanaan adalah sebesar 200 m3/detik sehingga tinggi jagaan yang digunakan adalah 1,00 meter.  Menghitung Lebar Sungai Rata – Rata (Bn) Bn = b + 2 . (½.d3) = b + d3 = 35 + 1,71371 = 36,71371 m 

Menghitung Lebar Maksimum Bendung (B) B = (6/5). Bn = (6/5). 36,71371

Abisena Ismoyo Syahlani - 1519151045 -3-

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana = 44.056452 ≈ 44 m 3.2.3. Menghitung Lebar Pintu Penguras  Lebar Pintu Penguras 1 .B 10 1 = . 44 10 = 4,4 m Lebar maksimum pintu penguras = 2 m

∑b1 =



4,4 = 2,2 ≈ n = 3 buah 2 4,4 b1 = = 1,466 m 3 Lebar pintu penguras (b1) = 1,466 m Keterangan : b1 = lebar pintu penguras (m) n = jumlah pintu penguras

n=

3.2.4. Menghitung Lebar Efektif Kemampuan pintu pembilas untuk mengalirkan air dianggap hanya 80% saja, maka disimpulkan besar lebar efektif bendung : Beff = B - ∑ t – 0.20. ∑b1 Dimana : Beff

: Lebar efektif bendung (m)

B

: Lebar maksimum bendung (m)

t

: Jumlah tebal pilar (m)

b1

: Jumlah lebar pintu - pintu pembilas (m)



Tebal pilar (t) diambil = 1,5 m



Direncanakan 3 pintu pembilas dan 3 pilar : Beff = B - ∑ t – 0.20. ∑b1 = 44 – (3.1,5) – 0,20.(3.1,466) = 38,62 m

Abisena Ismoyo Syahlani - 1519151045 -4-

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana

b t b t b t

Beff

Gambar 3.2. Sketsa Lebar Efektif Bendung

3.2.5. Menentukan Tinggi Mercu Bendung (P) Peil mercu bendung ditentukan oleh berbagai faktor, sebagai pedoman dapat diambil sebagai berikut : - Elevasi dasar sawah bagian hilir, tertinggi, dan terjauh = 104,00 m - Tinggi genangan air sawah

= 0,10 m

- Kehilangan tekanan dari saluran tersier ke sawah

= 0,10 m

- Kehilangan tekanan dari saluran sekunder ke tersier

= 0,10 m

- Kehilangan tekanan dari saluran primer ke sekunder

= 0,10 m

- Kehilangan tekanan akibat kemiringan saluran

= 0,20 m

- Kehilangan tekanan akibat alat-alat ukur

= 0,35 m

- Kehilangan tekanan dari sungai ke primer

= 0,10 m

- Kehilangan tekanan akibat bangunan-bangunan

= 0,25 m

- Kehilangan tekanan akibat eksploitasi

= 0,20 m Jumlah = 105,50 m

Sehingga : Elevasi tinggi mercu bendung (x) Elevasi dasar sungai pada dasar bendung (y ) Maka tinggi mercu bendung (P) = x – y = 105,50 m – 100,00 m = 5,5 m Jadi, tinggi mercu bendung yang direncanakan adalah 5,5 m

= 105,50 m = 100,00 m

Abisena Ismoyo Syahlani - 1519151045 -5-

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana 3.3. Perhitungan Tinggi Air Maksimum Di Atas Mercu Bendung

Gambar 3.3 Mercu Bendung 3.3.1. Tinggi Energi dari Puncak Mercu Bendung Debit Rencana (Qd) = 200 m3/dt Tinggi mercu bendung (p) = 5,5 m Lebar efektif bendung (Beff ) = 38,62 m 3/2 Q = C. Beff . He 3 Qd He 2  C = C1 x C2 x C3 C x Beff

 Qd He    C x B eff

  

2 3

dimana : Qd = debit banjir rencana (m3/dt) Beff = lebar efektif bendung (m) He = tinggi total air di atas bendung (m) C = koefisien pelimpasan (discharge coefficient) C1 = dipengaruhi sisi depan bendung C2 = dipengaruhi lantai depan C3 = dipengaruhi air di belakang bendung Nilai C, C1, C2, dan C3 didapat dari grafik ratio of discharge coefficient (pada lampiran). Untuk menentukan tinggi air di atas bendung digunakan cara coba – coba (trial and error) dengan menentukan tinggi perkiraan He terlebih dulu. Dicoba He = 1,5 m maka : 

P 5,5   3,667 He 1,5

Abisena Ismoyo Syahlani - 1519151045 -6-

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana Dari grafik DC 12 (pada lampiran) didapatkan C1 = 2,184 (dengan upstream face : vertical) 

Hd = P + He – d3 = 5,5 + 1,5 – 1,71371 = 5.2863 m Hd  d 3 4,1664515  1,8335485   4.67 He 1,5

Dari grafik DC 13 A diperoleh C2 = 1

Hd 5,2863   3.5241933 He 1,5



Dari grafik DC 13 B diperoleh C3 = 1 Didapat C = C1 x C2 x C3 = 2,184 2

 Qd He'   C x B eff 

2

3  225 3     1.732m  He  He`   2,184 x 38,62  

Perhitungan selanjutnya dilakukan dengan menggunakan tabel. Tabel 3.3. Perhitungan Tinggi Air di Atas Mercu Bendung (hd+d3)/H (hd)/He e

He

hd

p/He

C1

C2

C3

C

He'

Kesalahan

1,5

5.2863

3.667

4.667

3.5242

2.184

1

1

2.184

1.777

0,24

1,6

5.3863

3.4375

4.4375

3.3664

2.183

1

1

2.183

1.777

0,133

1,7

5.4863

3.2353

4.2353

3.2272

2,182

1

1

2.182

1.778

0,078

1,71

5.4963

3.2164

4.2164

3.2142

2,181

1

1

2,181

1.778

0,068

1,75

5.5363

3.1429

4.1429

3.1636

2,180

1

1

2,180

1.778

0,028

1.779

5.5653

3.0916

4.0916

3.1283

2.179

1

1

2.179

1.779

0,00

Maka diperoleh tinggi total air di atas puncak/mercu bendung (He) = 1,779 m 3.3.2. Tinggi Kecepatan Air Maksimum Untuk menentukan tinggi air maksimum di atas mercu bendung dipergunakan cara coba-coba (trial and error), sehingga diperoleh hv0 = hv0’. H = He – hv0

d0 = H + p

A = Beff x d0

Abisena Ismoyo Syahlani - 1519151045 -7-

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana

v0 

2

Qd A

Keterangan : hv0 H d0 v0 g

hv 0 

v0 2g

= tinggi kecepatan di hulu sungai (m) = tinggi air maksimum di atas mercu (m) = tinggi muka air banjir di hulu bending (m) = kecepatan aliran di hulu bendung (m/dt) = gravitasi (9,81 m/dt2)

Tabel 3.4 Perhitungan Tinggi Kecepatan Air Maksimum hv0

H

d0

A

v0

hv0'

Kesalahan

0,003

1.776

7.276

281.4016

0.7107

0.0257

0.0227

0,009

1.77

7.27

281.1696

0.7113

0.0258

0.0168

0,018

1.761

7.261

280.8215

0.7122

0.0259

0.0079

0,020

1.759

7.259

280.7442

0.7124

0.0259

0.0059

0.0259

1.7531

7.2531

280.5160

0.7130

0.0259

0,000

0,055

1.724

7.224

279.3905

0.7158

0.0261

0.0289

0,060

1.719

7.219

279.1972

0.7163

0.0262

0.0338

0,065

1.714

7.214

279.0038

0.7168

0.0262

0.0388

0,070

1.709

7.209

278.8104

0.7173

0.0262

0.0438

Dimana : Qd d3 Beff P He

= 200 m3/dt = 1,71371 m = 38,62 m = 5,5 m = 1,779 m

Maka didapat : hv0 = hv0’ = 0.0259 m H = 1.7531 m d0 = 7.2531 m A = 280.5160 m2 v0 = 0.7130 m/dt

Abisena Ismoyo Syahlani - 1519151045 -8-

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana 3.4.Perhitungan Ketinggian Energi pada Tiap Titik 3.4.1. Tinggi Energi pada Aliran Kritis  Menentukan hidrolic pressure of the weir (dc)

q 

Q Q  B' Beff 200 38,62

 5.1713 m3 dt m 1

 q2 3 d c     g  1

 4,9782 2  3     9.81   1.3969 m

 Menentukan harga Ec vc  

q dc 4,9782 1,3619

 3.7019 m dt

hvc 

vc 2 2g

2  3,6552 

2  9,81

 0.6985 m

Ec  d c  hvc  P  1,3619  0,6810  5,5  7.5954 m Keterangan : dc = tinggi air kritis di atas mercu (m) vc = kecepatan air kritis (m/dt) hvc = tinggi kecepatan kritis (m) Ec = tinggi energi kritis (m)

Abisena Ismoyo Syahlani - 1519151045 -9-

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana 3.4.2. Tinggi Energi (Air Terendah) Pada Kolam Olakan Untuk menentukan tinggi energi (air terendah) pada kolom olakan dicari dengan cara coba-coba (trial and error) dimana E1≈Ec. Diketahui : q = 5.1713 m3 dt m Ec = 7.5954 m Dimana : 2

v hv1  1 2g

q d1  v1

E1  d1  hv1

Tabel 3.5. Perhitungan Tinggi Energi (Air Terendah) Pada Kolam Olakan V1

q

d1

hv1

E1

Ec

Kesalahan

10,6908

4.9782

0,5449

5,8253

6,3702

7.5429

0,3978

10,7321

4.9782

0,5428

5,8704

6,4132

7.5429

0,3548

10,7654

4.9782

0,5411

5,9069

6,4480

7.5429

0,3200

10,8653

4.9782

0,5361

6,0171

6,5532

7.5429

0,2148

11.8516

4.9782

0.4363

7.1590

7.5954

7.5954

0,0000

11,9432

4.9782

0,5003

6,9095

7,4098

7.5429

-0,6418

12,7689

4.9782

0,4949

7,0595

7,5544

7.5429

-0,7864

12,9567

4.9782

0,4872

7,2866

7,7738

7.5429

-1,0058

Maka diperoleh : v1 = 11.8516 m/dt E1 = 7.5954 m d1 = 0.4363 m hv1 = 7.1590 m dimana : d1 = tinggi air terendah pada kolam olakan (m) v1 = kecepatan aliran pada punggung bendung (m) hv1 = tinggi kecepatan (m) E1 = tinggi energi (m) 3.4.3. Tinggi Energi (Air Tertinggi) pada Kolam Olakan v1  Fr = g . d1 =

11.8516 9,81.0,4363

= 5.7284

Abisena Ismoyo Syahlani - 1519151045 -10-

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana 

d2 =

=



v2

d1  1  8 Fr 2  2





1 2

  1 

0,4363  1  8 . (5,7284) 2 2 





1 2

  1 

= 3.3234 m q = d2

5.1713 3.3234 = 1.5560 m/dt 2 v = 2 2g =



hv2

1.55602 = 2 . 9,81



E2

= 0.1234 m = d2 + hv2

= 3,3234 + 0,1234 = 3,4468 m Keterangan : Fr = bilangan Froude d2 = tinggi air tertinggi pada kolam olakan (m) v2 = kecepatan aliran (m/dt) hv2 = tinggi kecepatan (m) E2 = tinggi energi (m) 3.4.4. Tinggi Energi di Hilir Bendung Pada perhitungan sebelumnya, telah didapat d3 = 1,71371 m. q  v3 = d3 =



hv3

5.1713 1,71371

= 3.0176 m/dt 2 v3 = 2g 3.0176 2 = 2 . 9,81

= 0.4641 m

Abisena Ismoyo Syahlani - 1519151045 -11-

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana 

E3 = d3 + hv3

= 1,71371 + 0,4641 = 2,1778 m Keterangan : d3 = tinggi air di hilir bendung (m) v3 = kecepatan aliran di hilir bendung (m/dt) hv3 = tinggi kecepatan di hilir bendung (m) E3 = tinggi energi di hilir bendung (m) 3.4.5. Perhitungan Panjang dan Dalam Penggerusan  Dalam penggerusan (scouring depth) : d0 = 7.2531 m d3 = 1,71371 m h = d0 – d3 = 7.2531 – 1,71371 = 5.5394 m q = 5.1713 m3 dt m d = diameter batu terbesar yang hanyut waktu banjir, diambil d = 300 mm

Schoklish Formula : 4,75 T = 0,32 . h 0,2 . q 0,57 d 4,75 = . (5,5394) 0,2 . (5.1713) 0,57  2.7508 m 0 , 32 300 Keterangan : T = kedalaman penggerusan (m) d = diameter batu terbesar yang hanyut waktu banjir (mm) h = beda tinggi muka air di hulu dan di hilir (m) q = debit persatuan lebar (m3/detik/m) 

Perhitungan Panjang penggerusan (scouring length) : v1 = 11.8516 m/dt H = 1.7531 m P = 5,5 m

Angelholzer Formula : L

= (v1  2 g H )

2p H g

= (11,8516  2 . 9,81 .1,7531)

2 . 5,5  1,7531 9,81

= 20.5133 m Abisena Ismoyo Syahlani - 1519151045 -12-

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana Keterangan : L = panjang penggerusan (m) v1 = kecepatan aliran pada punggung bendung (m/dt) H = tinggi air maksimum dari puncak mercu (m) P = tinggi mercu bendung (m) g = gravitasi (9,81 m2/detik)

Tabel 3.6 Ketinggian Energi pada Tiap Titik Titik-titik 0 1 2 3 c H He P T L

 











d (m) 7.2531 0.4363 3.3234 1.71371 1.3969

v (m/dt) hv (m) 0.7130 0.0259 11.8516 7.1590 1.5560 0.1234 3.0176 0.4641 3.7019 0.6985 1.7531 1.779 5,5 2.7508 20.5133

e (m) 7.5954 3.4468 2.1778 7.5954

Elevasi Masing – Masing Titik : Elev. dasar sungai = + 100,00 m Elev. muka air normal (MAN)

= 100,00 + P

Elev. muka air banjir (MAB)

= 100,00 + 5,5 = + 105,5 m = 100,00 + d0

Elev. energi kritis

= 100,00 + 7.2531 = + 107.2531 m = 100,00 + Ec

Elev. energi di hilir bendung

= 100,00 + 7.5954 = + 107.5954 m = 100,00 + E3

Elev. dasar kolam olakan

= 100,00 + 2.1778 = + 102.1778 m = 100,00 – (T – d3)

Elev. sungai maksimum di hilir

= 100,00 – (2.7508 – 1,71371) = + 98.9629 m = 100,00 + d3 = 100,00 + 1,71371 = + 101,71371 m

Abisena Ismoyo Syahlani - 1519151045 -13-

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana

MAB

+ 107.253 m

E1 = 7.5954 m

0.026 0.6895

MAN

1.779

1.753

+ 105,50 m

1.397

Vc = 3.7019 m/dt 5.5653

7.253 5.500

V0 = 0.713 m/dt

7.159

V1 = 11,8516 m/dt

E2 = 3.4468 m

0.1234

E3 = 2,1778 m 0.464

3.3234

+100.00m +98.963m

v2 = 1,556 m/dt

1.714 2.751

0.4363

Gambar 3.4 Ketinggian Energi pada Tiap Titi

Abisena Ismoyo Syahlani - 1519151045 -62-

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana

3.5. Perencanaan Bentuk Mercu Bendung 3.5.1. Menentukan bagian muka (up stream) bendung Untuk menentukan bentuk penampang kemiringan bendung bagian hulu, ditetapkan berdasarkan parameter seperti H dan P, sehingga akan diketahui kemiringan bendung bagian up stream seperti ketentuan pada Tabel 2.7. Data : H

= 1.7531 m

P

= 5,5 m

P 5,5   3,1373 H 1,7531 Tabel 3.7. Nilai P/H Terhadap Kemiringan Muka Bendung P/H

Kemiringan

< 0.40

1:1

0.40 – 1.00

3:2

1.00 – 1.50

3:1

> 1.50

Vertikal

Dari tabel, untuk P/H = 3,2245 diperoleh kemiringan muka bendung adalah vertikal. Bentuk mercu yang dipilih adalah mercu Ogee. Bentuk mercu Ogee tidak akan memberikan tekanan sub atmosfer pada permukaan mercu sewaktu bendung mengalirkan air pada debit rencana, karena mercu Ogee berbentuk tirai luapan bawah dari bendung ambang tajam aerasi. Untuk debit yang rendah, air akan memberikan tekanan ke bawah pada mercu. Dari buku Standar Perencanaan Irigasi KP-02 Hal 57 Gambar 4.9, untuk bendung mercu Ogee dengan kemiringan vertikal, pada bagian upstream diperoleh nilai : X0 = 0,175 H = 0,175 × 1.7531 = 0.307 m X1 = 0,282 H = 0,282 × 1.7531 = 0.494 m R0 = 0,5 H = 0,5 × 1.7531 = 0.877 m R1 = 0,2 H = 0,2 × 1.7531 = 0.351 m 3.5.2. Menentukan bagian belakang (down stream) bendung Untuk merencanakan permukaan mercu Ogee bagian hilir, U.S. Army Corps of Engineers mengembangkan persamaan sebagai berikut :

x n  k  H ( n1)  y ..................................................(1) Abisena Ismoyo Syahlani - 1519151045 -63-

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana Dimana :  Nilai k dan n tergantung kemiringan up stream bendung. 

Harga – harga k dan n adalah parameter yang ditetapkan dalam Tabel 2.8.



x dan y adalah koordinat – koordinat permukaan down stream.



H adalah tinggi air di atas mercu bendung. Tabel 3.8. Nilai k dan n untuk Berbagai Kemiringan Kemiringan permukaan

k

n

1:1

1,873

1,776

3:2

1,939

1,810

3:1

1,936

1,836

vertikal

2,000

1,850

Sumber : Standar Perencanaan Irigasi KP-02 Hal 56 Tabel 4.2 Bagian up stream : vertikal Dari tabel di atas diperoleh : k = 2,000 n = 1,850 Nilai k dan n disubstitusi ke dalam persamaan (1) Sehingga didapat persamaan downstream

x n  k  H ( n1)  y

x1,850  2  1,75311,8501  y

x1,850  3.223 y

x1,850 3,223 y  0.310x1,850 y



Menentukan Koordinat Titik Singgung antara Garis Lengkung dengan Garis Lurus Sebagian Hilir Spillway o Kemiringan bendung bagian down stream (kemiringan garis lurus)

dy  1 (1 : 1) dx o Persamaan parabola : y  0,310 x1,850 Turunan pertama persamaan tersebut : Abisena Ismoyo Syahlani - 1519151045 -64-

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana

y  0,310 x1,850 dy  1,85.0,310.x 0,85 dx dy  0,5740.x 0,850 dx Kemiringan garis lurus 1:1

dy 1 dx dy 1  tg  dx 1 1  0,5740 x 0,850

x 0,850 

1 0,5740

xc  1,6030 m

y  0,310 x1,850 y  0,310  1,6030

1,850

yc  0,7428 m

Diperoleh koordinat titik singgung xc , y c = (1.6030 ; 0.7428) m Jadi perpotongan garis lengkung dan garis lurus terletak pada jarak: y = 0,7428 m dari puncak spillway x = 1,6030 m dari sumbu spillway  Lengkung Mercu Spillway Bagian Hilir Persamaan : y  0,310 x1,850 Elevasi muka air normal

= + 105,5 m

Elevasi dasar kolam olakan xc , y c = (1,5716 ; 0,7329) m

= + 98.963 m

Tabel 3.9. Lengkung Mercu bagian Hilir / Down Stream (interval 0.2 m) x(m) 0,0 0,2 0,4

y(m) 0,0000 0.0158 0.0570

elevasi(m) 105.500 105.484 105.443 Abisena Ismoyo Syahlani - 1519151045 -65-

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana



0,6 0.1206 105.379 0,8 0.2053 105.295 1,0 0.3103 105.190 1,1 0.3701 105.130 1,2 0.4347 105.065 1,3 0.5041 104.996 1,4 0.5782 104.922 1.6030 0.7428 104.757 Bagian Hilir Spillway dengan Kemiringan 1 : 1 ;   45o

tg  1

y  tg  1  y  x x Elev. dasar kolam olakan = + 98.963 m persamaan

Tabel 3.10. Bagian Hilir dengan Kemiringan 1:1 x(m) 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 4 5 5.794

y(m) 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 4 5 5.794

elevasi(m) 104.757 104.557 104.357 104.157 103.957 103.757 103.557 103.357 103.157 102.957 102.757 102.557 102.357 102.157 101.957 101.757 101.557 101.357 101.157 100.957 100.757 99.757 98.963 Abisena Ismoyo Syahlani - 1519151045 -66-

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana

Gambar 3.5 Rencana Bentuk Mercu Bendung

3.6. Perencanaan Lantai Depan (Apron) Untuk mencari panjang lantai muka, maka yang menentukan adalah ΔH terbesar. ΔH terbesar ini biasanya terjadi pada saat air muka setinggi mercu bendung, sedangkan di belakang bendung adalah kosong. Seberapa jauh lantai muka ini diperlukan, sangat ditentukan oleh garis hidraulik gradien yang digambar ke arah upstream dengan titik ujung belakang bendung sebagai titik permulaan dengan tekanan sebesar nol. Miring garis hidraulik gradien disesuaikan dengan kemiringan yang diijinkan untuk suatu tanah dasar tertentu, yaitu dengan menggunakan Creep Ratio (c).

Gambar 3.6 Teori Bligh

Abisena Ismoyo Syahlani - 1519151045 -67-

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana Berdasarkan teori Bligh, prosedur mencari panjang apron dengan hidraulik gradient ini menggunakan perbedaan tekanan sepanjang garis aliran. 1.000

16.795

5.500 Hhi = 0,5782 Hgh = 0,6

Hef = 0,2

Hfg = 0,4

+100,00m

Hcd = 0,2

Hde = 0,3

Hab = 0,6

Hbc = 0,3

1.000

0.500

0.500

0.500

0.500

0.500

0.500

0.500

0.500

0.500

+98,963m

a g

f 1.000

4.537

3.000

3.000

d

e 1.000

b

c h

i 1.045

1.750

2.000

1.750

2.000

1.750

2.000

1.750

2.000

1.750

2.891

2.000

1.500

1.500

Gambar 3.7 Creep Line Rencana

3.6.1. Menentukan panjang lantai muka dengan rumus Bligh L ΔH = c L = c . ΔH dimana : ΔH = Beda tekanan L = Panjang creep line cbligh = Creep ratio (diambil c = 5, untuk pasir kasar) 3 ΔH ab =  0,6 5 1,5  0,3 ΔH bc = 5 1 ΔH cd =  0,20 5 1 .5  0,3 ΔH de = 5 1 ΔH ef =  0,20 5 1,0  0,20 ΔH fg = 5 Abisena Ismoyo Syahlani - 1519151045 -68-

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana 3,0  0,6 5 2,891 =  0,5782 5

ΔH gh

=

ΔH hi



ΔH = 3,18 m

L = 3,18 x 5 = 15,89 m Faktor keamanan = 20% . 15,89 m = 3,18 m Jadi Ltotal = 15,89 m + 3,18 m = 19,07 m 3.6.2. Menentukan Panjang Creep Line (Creep Length) Panjang horizontal ( Lh ) = 1,5 + 1,5 + 2 + 2.891 + 1,75 + 2 + 1,75 + 2 + 1,75 + 2 + 1,75 + 2 + 1,75 + 1,045 = 25,686 m Panjang vertikal ( Lv ) = 3 + 1 + 1 +3 + 4,537 + 0,5 + 0,5 + 0,5 + 0,5 + 0,5 + 0,5 + 0,5 + 0,5 + 0,5 + 1 = 18,037 m Panjang Total Creep Line ( ΣL ) = Lh + Lv = 25,686 + 18,037 = 43,723 m Cek :  L  H . c 43,723  3,18 x 5 43,723  15,89.............



(konstruksi aman terhadap tekanan air)

Pengujian Creep Line ada dua cara yaitu:

a. Teori Bligh L = Cc . Hb Di mana L Cc Hb Hb

= = = = =

Panjang Creep Line yang diijinkan Koefisien Bligh (Cc diambil 5) beda tinggi muka air P + H – d3 5,5 + 1,7531 – 1,7137 = 5,5394 m

sehingga L = Cc . Hb = 5 . 5,5394 = 27,697 m Syarat :

L < ΣL 27,697 m < 43,723 m ……………………..(OK!!!)

Abisena Ismoyo Syahlani - 1519151045 -69-

Perancangan Irigasi dan Bangunan Air Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana b. Teori Lane L = Cw . Hb Di mana Cw adalah koefisien lane (Cw diambil 3) Sehingga L = Cw . Hb = 3 . 5,5394 = 16,6182 m

1 Lh 3 1 = 18,037 + x 25,686 3 = 26,6 m

Ld = Lv +

Syarat :

L < Ld

16,6182 m < 26,6 m ……………….......(OK!!!) Tabel 3.11 Data Hasil Perhitungan d3

1.7137

v1

11.8516

v3

3.1788

d1

0.4363

L’=Beff

38.68

hv1

7.1590

P

5.5

E1

7.5954

He

1.779

d2

3.3234

hv0

0.0259

v2

1.5560

d0

7.2531

hv2

0.1234

H

1.7531

E2

3.4468

v0

0.7130

T

2.7508

dc

1.3969

L

20.5133

vc

3.7019

hv3

0.4641

hvc

0.6985

E3

2.1778

Ec

7.5954

ΣL

43.723

Abisena Ismoyo Syahlani - 1519151045 -70-