Im 2.doc

Tugas Terstruktur Irigasi dan Bangunan Air II

PERENCANAAN MERCU BENDUNG ( Type Ogee ) Perhitungan Mercu Bendung Type Ogee + 33,9

Ha = 0,1 m H1=2,1

+ 33,8 Hd = 2 m + 31,8

P= 4,1

1

z

+28,4

+27,7

1,4

+27

GAMBAR 4 . Mercu Bendung Type Ogee

Data : : 138,2 m3/detik

a.

Debit banjir rencana (Qr)

b.

Lebar sungai

c.

Tinggi muka air banjir rencana (Hd) : 2 m

d.

Elevasi mercu

: + 31,8 m

e.

Elevasi dasar sungai

: + 27,7 m

f.

Elevasi muka air banjir

g.

Tinggi pembendungan ( p )

h.

Nilai Co

i.

Pilar jembatan

: 3 buah @ 1,3 m

j.

Pilar bendung

: 1 buah @ 1,9 m

k.

Pilar pembilas

: 1 buah @ 1,5 m

l.

Kp

m.

Ka

: 30 m

: + 33,8 m : 31,82 – 27,72 = 4,1 m : 1,3

: 0,01 : 0,1

Menghitung Lebar Effektif (b)

M. HANIF & MEGA KARTIKA

10

Tugas Terstruktur Irigasi dan Bangunan Air II Q

138,2

V1  B( p  Hd )

= 30( 4,1  2) = 0,8 m / dt 2

V 0,8 2 Sehingga, ha = 1 = = 0,1 m 2 x9,8 2g

Besarnya H1 = Hd + ha = 2 + 0,1 = 2,1 m Dengan menggunakan grafik dibawah ini, dimana nilai p/H1 = 2 dan H1/Hd = 1,02, didapat C1 = 0,99 dan C2 = 0,99. Dengan demikian nilai Cd = Co. C1.C2 = 1,3 x 0,99 x 0,99 = 1,3



1,5 (diambil nilai 1,5 karena pada perhitungan selanjutnya

sudah terlanjur menggunakan nilai tersebut)

C1= 0,99

Gambar 5. Grafik Koeffisien C1 Sebagai Fungsi Perbandingan p/H1

C2= 0,99

Gambar 6. Grafik Koeffisien C2 Untuk Bendung Mercu Ogee.

Besarnya lebar effektif yang diperlukan : Q

= Cd . 2/3 . ( 2/3 . g )0,5 .b. H11,5

M. HANIF & MEGA KARTIKA

11

Tugas Terstruktur Irigasi dan Bangunan Air II 138,2

= 1,5 . 2/3 . ( 2/3 . 9,81 )0,5 . b. 2,1 1,5

138,2

= 7,8 b

b

= 17,7 m

Nilai tersebut adalah lebar effektif dan lebar total bendung dapat dihitung menurut rumus : Beff

= B’ – 2 (n.Kp + Ka).H1 – b – 0,2.pb

17,7

= B’ – 2 (5 . 0,01 + 0,1).2,1 – (3 . 1,3 + 1,9 + 1,5) – 0,2 . 5

17,7

= B’ – 0,6 – 7,3 – 1

B’

= 26,6 meter

 Bentuk mercu Ogee, menggunakan permukaan hulu 1 : 1, maka persamaannya adalah sebagai berikut : X 1,776 =

1,873 . Hd 0,776 . Y

Dengan memasukkan Hd = 2 meter , maka didapat : X 1,776

= 1,873 . 2 0,776 . Y

X 1,776

= 1,873 . 1,7 . Y

X 1,776

= 3,2 . Y

Y

= 0,3 . X 1,776

Dengan memasukkan berbagai nilai X , didapat nilai Y sebagai berikut : Tabel 6. Perhitungan Nilai Y dan X Untuk Memperoleh Grafik Lengkung Muka Air

Dihulu mercu untuk kemiringan permukaan hulu 1 : 1, terdapat lengkung mercu satu jari – jari dengan : r ( jari – jari)

: 0,45 . Hd

=

0,45 . 2

=

0,9 meter

Jarak

: 0,119 . Hd

=

0,119 . 2

=

0,2 meter.

M. HANIF & MEGA KARTIKA

12

Tugas Terstruktur Irigasi dan Bangunan Air II

Gambar 7. Lengkung Muka Air

M. HANIF & MEGA KARTIKA

13

Tugas Terstruktur Irigasi dan Bangunan Air II

PERENCANAAN MERCU BENDUNG ( Type Ala Indonesia ) Perhitungan Mercu Bendung Type Ala Indonesia Data : : 138,2 m3/detik

a.

Debit banjir rencana (Qr)

b.

Lebar sungai

c.

Tinggi muka air banjir rencana (Hd) : 2 m

d.

Ketinggian mercu

: + 31,8 m

e.

Ketinggian dasar sungai

: + 27,7 m

f.

Ketinggian muka air banjir

: + 33,8 m

g.

Tinggi pembendungan ( p )

: 31,82 – 27,72 = 4,1 m

h.

Nilai Co

i.

Pilar jembatan

: 3 buah @ 1,3 m

j.

Pilar bendung

: 1 buah @ 1,9 m

k.

Pilar pembilas

: 1 buah @ 1,5 m

l.

Kp

m.

Ka

n.

Jari – jari mercu

: 0,9  1 m

o.

H1

: 2,1 m

: 30 m

: 1,3

: 0,01 : 0,1

Menghitung lebar effektif : Dengan jari – jari 1 meter dan tinggi muka air hulu (hd) = 2 meter, dari Grafik di bawah ini didapat harga q = 6,8 m3/detik untuk setiap meter lebar mercu.

M. HANIF & MEGA KARTIKA

14

Tugas Terstruktur Irigasi dan Bangunan Air II

Gambar 8. Grafik Hubungan Antara Debit Dan Muka Air Udik Untuk Jari-Jari 1 meter Q

Beff = q =

138,2 = 20,3 m 6,8

Untuk pintu bilas yang lebarnya 1,5 meter, lebar effektifnya = 0,8 x 1,5 = 1,2 meter, sehingga lebar effektif untuk mercu saja = 20,3 – 1,2 = 19,1 meter. Menghitung lebar total bendung Lebar total bendung dapat dihitung berdasarkan rumus sebagai berikut : Beff  B  2( n.Kp  Ka).H 1   b  0,2. pb

Beff

=

B – 2 (n.Kp + Ka). H1 – b – 0,2.pb

B

=

Beff + 2 (5.0,01 + 0,1).2,03 + {(3.1,3) + 1,9 + 1,5} + 0,2 . 5

=

20,5 + 0,6 + 7,3 + 1

=

29,4

Besarnya lebar total bendung, lebih kecil dari 1,2 x lebar sungai = 1,2 x 30 = 36 meter. Jadi tinggi muka air di hulu yang direncanakan setinggi 2 meter, memenuhi syarat dan jari – jari mercu diambil 1 meter.

PERENCANAAN KOLAM OLAKAN M. HANIF & MEGA KARTIKA

15

Tugas Terstruktur Irigasi dan Bangunan Air II

Perhitungan Kolam Olakan Type Vlughter Data : a)

Lebar kolam olakan

: 30 m

b) Tinggi energi (Ha)

: 0,1 m

c)

: 138,2 m3/detik

Debit banjir rencana (Qr)

d) Lebar sungai

: 30 m

e)

Elevasi mercu

: + 31,8 m

f)

Elevasi dasar sungai

: + 27,7 m

g) Elevasi muka air banjir

: + 33,8 m

h) Jari – jari mercu

: 0,9  1 m

i)

H1

: 2,1 m

j)

Elevasi muka air di hilir bendung

: + 28,4

Keterangan : Dasar – dasar perencanaan kolam olakan vlughter penjelasannya ada pada buku “Irigasi dan Bangunan Air II” disusun oleh Ir. Priyambodo (hal 65 –75). Perhitungan : Z  (33,8  0,1)  28,4  5,4m q

Qr 138,2   5m 2 / det ik B' 27,8

hc  3

q2 52 3  1,4m g 9,8

Z 5,4   3,9 hc 1,4

Jika 0,5

z ≤ 2,0 hc

Maka rumus yang digunakan : t = 2,4 hc + 0,4 z

Jika 2,0

z ≤ 15,0 , maka rumus yang digunakan : hc

t = 3,0 hc + 0,1 z

M. HANIF & MEGA KARTIKA

16

Tugas Terstruktur Irigasi dan Bangunan Air II a = 0,28hc

hc z

Nilai Z/hc = 3,9 ; maka nilai t dan a dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : t  3,0.hc  0,1.Z  (3,0.x1,4)  (0,1x5,4)  4,7m a  0,28.hc.

hc 1,4  0,28.1.4.  0,2m Z 5,4

Elevasi kolam olakan = 28,4 – t – a = 28,4 – 4.7 – 0,2 = 23,5 m untuk

4 z  10 3 H

maka D = L= R = 1,1.z + 0,6.Hc untuk

1 z 4   3 H 3

maka D =L = R = 1,4.z + 0,6.Hc Karena z/ H1 = 5,4 / 2,1= 2,6 , maka digunakan rumus : D = (1,1 x 5,4) + (0,6 x 1,4) = 6,8 m



Kontrol terhadap air loncat : V1  

2.g .1 / 2.H 1  Z  2 x9,81x 1 / 2 x 2,1  5.,4 

 11,2m / det ik y1  Fr 

y2  

Qr 138,2   0,4m (V1 .b) (11,2 x30) V1 (9,81x 0,489)

y1 2



11,2 (9,8 x0,489)

 5,1

 1  8.Fr  1  02,4  1  8.5,1  1  2,7m 2

2

t + a = 4,7 + 0,2= 4,9 m , dan t + a  Y2 maka air loncat agak bergeser ke hulu sehingga aman.

M. HANIF & MEGA KARTIKA

17

Tugas Terstruktur Irigasi dan Bangunan Air II 

Dari gambar grafik di bawah ini, untuk Fr = 5,1 maka didapat L/ Y 2 = 6,1 sehingga L = 6,1 x 2,7 = 16,5 meter.

6,1

Gambar 9. Grafik Panjang Air Loncat

M. HANIF & MEGA KARTIKA

18

Tugas Terstruktur Irigasi dan Bangunan Air II

Perencanaan Kolam Olakan USBR Ha = 0,1 m

H1=2,1 m

Y = 1,4 m Y2=3m Y1=0,4 m

Gambar 10. Kolam Olakan USBR

Data : a. Debit banjir rencana (Qr)

:

138,2 m3/detik

b. Lebar sungai (b)

:

30 m

c. Elevasi mercu

:

+ 31,8 m

d. Elevasi dasar sungai

:

+ 27,7 m

e. Elevasi muka air banjir

:

+ 35,3 m

f. Jari – jari mercu

:

1m

g. Lebar kolam olakan

:

30 m

h. Elevasi muka air di hilir

:

+ 28,4 m.

i. Ha

:

0,1 m

j. H1

:

2,1 m

k. Hd

:

2m

Keterangan : Dasar – dasar perencanaan kolam olakan USBR penjelasannya ada pada buku “Irigasi dan Bangunan Air II” disusun oleh Ir. Priyambodo (hal 75-80).

M. HANIF & MEGA KARTIKA

19

Tugas Terstruktur Irigasi dan Bangunan Air II

Perhitungan : Z  (35,3  0,1)  28,4  7 m 

Kontrol terhadap air loncat : 2.g .1 / 2.H 1  Z 

V1 

2 x9,8.1 / 2 x 2,1  7 



 12,6m / det ik y1 

Qr 138,2   0,4m (V1 .b) (12,6 x30)

V1

Fr 

y2 



(9,8 x0,489)

y1 2



12,6 (9,8 x 0,489)

 5,6

 1  8.Fr  1  02,4  1  8.5,6  1  3m 2

2

Untuk bilangan Froude sebesar 5,6 maka kolam olakan yang digunakan adalah USBR Type III. Untuk type ini dilengkapi dengan ambang bergerigi (dentated sill) dan blok luncur (chute block), untuk mengurangi panjang kolam olakan. Namun demikian peredaman energi masih mengandalkan air loncat. Sedangkan panjang air loncat untuk bilangan Froude 5,6 didapat L/d2 = 2 dari grafik di bawah, sehingga panjang kolam olakan = 2 x 3 = 6 m.

M. HANIF & MEGA KARTIKA

20

Tugas Terstruktur Irigasi dan Bangunan Air II

2

Gambar 11. Grafik Nilai Fr Untuk USBR Type III

Dibanding dengan panjang air loncat dari Gambar grafik panjang air loncat untuk Fr = 5,1 maka didapat L/ Y 2 =6,1; sehingga L = 6,1x 2,7 = 16,5 meter. Ternyata kolam olakan USBR dengan ambang bergerigi dan blok luncur lebih pendek dari kolam olakan Vlughter.

M. HANIF & MEGA KARTIKA

21