Tahap 2 Hidraulik Bendung.docx

BAB II HIDRAULIK BENDUNG Data Jaringan Irigasi  Elevasi Mercu  Elevasi muka air pada Bangunan Bagi 1

= + 320

 Jarak Bangunan bagi 1 x Kemiringan dasar saluran primer 1

=

170 x

=

0,0034

 Kehilangan energi pada alat ukur debit

=

0,12

 Kehilangan energi akibat bangunan bilas

=

0,12

 Kehilangan energi pada Bangunan Pengambil

=

0,12

 Faktor Keamanan

=

0,10 +

0,00002

Elevasi Mercu = + 320,4634 m  Tinggi Pengempangan (P) P = Elevasi mercu bendung – elevasi dasar sungai di udik bendung = 320,4634 – 318 = 2,4634 m  Lebar Netto (Bn) penampang berbentuk trapesium maka Bn = b1+2(0,5 d3) = 25 + 10,85351 = 35,85351 m  Lebar Bruto (Bb) Lebar netto = 35,85351 m Syarat Bn< Bb< 1,2Bn 35,85351 < Bb< 43,024212

 Lebar pintu pembilas (bpp) dan lebar pilar Lebar rencana pembilas 1 1 Bb< b < Bb 10 6 4 < b < 6,667 b=6m Berdasarkan nilai b, digunakan :  3 buah pintu dengan lebar 1,2 m  3 buah pilar dengan lebar 0,8 m

Bb = 40 m

0,8 m

Bendung Pintu Pembilas

Pilar 2m 1,2 m

Gambar 2.1 Visualisasi bentuk pintu pembilas dan pilar pembilas

 Lebar Efektif Bendung (Beff) Tabel 2.1 Harga Koefisien Konstraksi 1 a

Kondisi Pilar Untuk pilar berujung segiempat dengan sudut – sudut yang dibulatkan pada

b

jari – jari yang hampirbulat sama dengan 0,1 dari table pilar Untuk pilar berujung Untuk pilar berujung runcing Kondisi tembok pangkal bendung Untuk tembok pangkal segiempat dengan tembok udik 900 ke arah aliran Untuk tembok pangkal bulat dengan bagian udik pada 900 ke arah aliran

c

dengantembok 0,5 H >pangkal r > 0,15bulat H dimana r 0,5 H dan tembok udik tidak lebih Untuk

b c 2 a

dari 450 ke arah aliran

Rumus Beff Beff = B – 2(n*Kp + Ka)*H

Dimana: B = Bb – (n x lebarpintu) = 40 – (3*0,8) = 37,6 m Beff

= 37,6 – 2(3*0,01 + 0,1)H = 37,6 – 0,26H

Kp 0,02 0,01 0 Ka 0,20 0,10 0

 Perencanaan Mercu Data o Mercu yang digunakan

: 2 radius

o Debit banjir rencana (Q100)

: 318 m3/det

Nilai tinggi energi diatas mercu (H1) Rumus yang digunakan

√

2 2 Q=C d x x x g B eff x H 1,5 Dimana : 3 3 Q = Debit (m3/s) Cd = Koefisien debit, g = Percepatan gravitasi (m/s2) beff = Panjang mercu (m) h1 = Tinggi energi hulu diatas meja (m) Cd awal Mercu dengan bentuk bulat (2r) = 2,0 – 2,2 Asumsi awal Cd awal = 2,1 Tabel 2.2 Perhitungan nilai H1 H1 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,75 1,7891

Q100 133,619 154,048 175,403 197,641 220,724 244,620 269,297 294,728 307,718 318,001

Bef 37,34 37,314 37,288 37,262 37,236 37,21 37,184 37,158 37,145 37,13483

Contoh Perhitungan: 2 2 2 2 1,5 1,5 Q=C d x x x g B eff x H 1 =2,1 x x x 9,8 x ( 37,6 – 0,26 H ) x H 1 3 3 3 3 Dari persamaan diatas didapatkan H1= 1,7891 m dengan nilai Beff = 37,13483 m

√

√

Perhitungan nilai Cd Bahan yang digunakan : Pasangan Batu Jari – jari mercu : (0,3 < r < 0,7)H1 Diambil nilai r = 0,5H1 = 0,5 (1,7891) = 0,89455 m  Perhitungan nilai Co, C1, dan C2 H 1 1,7891 = =2 ≈ 1,33(grafik H /r ) r 0,89455 P 2,4634 C1 = = =1,377 ≈ 0,99( grafik P/ H 1) H 1 1,7891 C2 = 1 (untuk mercu tipe radius) Co=

 Kesimpulan : Cd = 1,317→ tidak sama dengan asumsi awal, maka Cd di cari kembali sampai Cd awal dan Cdakhir memiliki nilai yang sama. Seperti terlihat di dalam tabel 2.3 Tabel 2.3 Perhitungan Nilai Cd Cd awal

Hn

2,1

1,789

1,317

2,4495

1,290

2,4839

Q100 318,00 1 318,01 4 318,00 3

P/Hn

r1

Hn/r1

C0

C1

C2

Cd akhir

1,377

0,895

2

1,33

0,99

1

1,317

1,006

1,225

2

1,33

0,97

1

1,290

0,992

1,242

2

1,33

0,97

1

1,290

Grafik 2.1 Grafik mencari C0

Grafik 2.2 Grafik mencari C1

 Lengkung Debit Setelah Ada Bendung

√

2 2 1,5 x x 9,81 x ( 37,6 – 0,26 H ) x H 3 3 Jika H = 1 m, maka Q = 82,122 m3/s Q=1,317 x

Tabel 2.4 Perhitungan nilai H setelah ada bendung H

Cd

g

Q100

0

1,290

9,81

0,000

1

1,290

9,81

82,122

2

1,290

9,81

2,4

1,290

9,81

2,45

1,290

9,81

2,46

1,290

9,81

2,48

1,290

9,81

2,4830 5

1,290

9,81

230,66 0 302,36 0 311,74 8 313,63 7 317,42 4 318,00 3

Bef 37,600000 0 37,340000 0 37,080000 0 36,976000 0 36,963000 0 36,960400 0 36,955200 0 36,954407 0

Lengkung Debit 2.6

2.48 2.46 2.42.45

2.4 2.2 2

2

1.8

H (m)

1.6 1.4 1.2 1

1

0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 0

50

100

150

200

250

300

Q (m3/s)

Grafik 2.2 Lengkung Debit Setelah Ada Bendung

350

 Mencari Hd ( tinggi energi rencana di atas mercu ) H = 2,48305 m H−H d = H=H d +

Q2 2

[ ( H d + P ) Beff ] 2 g Q

2

[ ( H d + P ) Beff ]

2,48305=H d +

2

2g

(318)2 2

[ ( H d +2,4634 ) 36,954407 ] (2 x 9,81)

Hd = 2,31796 m  Pengaruh tinggi pengempangan di udik bendung Q Q 318 v= = = =1,79974 m/ s A ( Hd+ P ) Beff ( 2,31796+2,4634 ) 36,954407 (1,79974)2 v2 h=Hd + =2,31796+ =2,48305 m 2g 2 ×9,81  Elevasi muka air di udik bendung Elevasi muka air di udik = Elevasi mercu + = (+ 320,4634) + = + 322,78136 m

Hd 2,31796

 Elevasi garis energi v2 Elevasi garis energi=Elevasi muka air diudik+ 2g 2

¿+322,78136+

1,79974 2× 9,81

= + 322,94645 m

 Pengaruh tinggi penampang di udik bendung 2∆h L= S dimana : L = Panjang pengaruh pengempangan ke arah udik dari suatu bendung S = Kemiringan dasar sungai ∆h = Tinggi kenaikan muka air akibat pengempangan (P + h − Hb) = 2,4634 + 2,48305 – 10,85351 = 5,90706 m Maka didapatkan nilai L sebesar 2 ∆ h 2 x 5,90706 L= = =590706 m S 0,00002  Elevasi garis energi di udik bendung hGEU = Elevasi mercu + H = (+ 320,4634) + 2,48305 = + 322,94645 m  Elevasi muka air di hilir bendung Degradasi = 1 ~ 2 m, (Asumsi = 2 m) hMAH = (Elevasi dasar sungai terdalam 300 m hilir bendung − degradasi) + Hb = (316 – 2) + 10,85351 = + 324,85351 m