Tubes Baru Aldo.docx

ALDO PUTRANANDA 201510340311002 1. Debit Banjir Rancangan Q100 th Metode perhitungan debit banjir rancangan yang digunakan adalah distribusi Gumbel. 1.1. Debit banjir di sungai

Tahun

Debit Banjir (m³/detik)

̅)² (Xi-X

Xi 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 Ʃ ̅) Rata-rata (X

Contoh perhitungan: ̅)  Nilai rata-rata (X ̅ = Ʃ (Xi) X n = 1869,4 10 = 186,94 m3/detik  Standar deviasi (SD) SD = ̅)² Ʃ (Xi − X √ 10 − 1 = 38721,9 √ 10 − 1 = 65,59

200,6 187,5 265,2 275,9 200 260,3 142,5 101,70 109,98 125,58 1869,4 186,94

188,0 0,32 6128,9 7923,2 170,6 5382,0 1974,7 7265,43 5923,2 3765,3 38721,9

ALDO PUTRANANDA 201510340311002

1.2. Banjir Rencana (XT) XT = ̅ X+K.S dimana : XT = Debit rencana (m3/detik) ̅ X = nilai rata-rata dari hujan (m3/detik) S = Standar Deviasi Nilai K ditetapkan berdasarkan : K

= YT − yn Sn

Dimana : Yn = Reduced mean yang tergantung pada jumlah sampel atau data n Sn =Reduced standard deviation yang juga tergantung pada jumlah sampel YT = Reduksi variat Reduksi variat (YTr) dihitung dengan rumus : (𝑇𝑟−1)

YT = -ln [ -ln {

𝑇𝑟

}]

Periode ulang 100 tahunan (T100) : (100−1)

YT = -ln [ -ln {

100

}]

= 4,6 Reduksi rata-rata variat (yn) ditetapkan dengan tabel di bawah :

ALDO PUTRANANDA 201510340311002

Dengan jumlah data (n) = 10 maka didapat Sn

=

0,9497

Yn

=

0,4952

Nilai K untuk periode ulang 100 tahunan YT − yn K = Sn 4,6 − 0,4952 K = 0,9496 = 4,32 Perhitungan analisa debit rancangan metode Gumbel XT

= = =

̅ X + K . SD 186,94 + 4,32 . 65,59 470,28 m3/detik

Dimana : XT = Debit rencana 100 tahun (m3/detik) ̅ = nilai rata-rata dari hujan (m3/detik) X Periode ulang (tahun)

Reduksi variat (YT)

K (faktor frekuensi)

Debit Gumbel (m3/detik)

100

4,6

4,32

470,28

ALDO PUTRANANDA 201510340311002

PERHITUNGAN LEBAR EFEKTIF MERCU  Lebar Bendung (LB) Lebar maksimum bending hendaknya tidak lebih dari 1,2 kali lebar rata-rata suangai pada ruas yang stabil. = 1,2 x lebar sungai = 1,2 x 36 m = 43,2 m  Lebar Pintu Pembilas (LP) Lebar pintu pembilas menggunakan rentang (1/6 s/d 1/10) dari lebar bending. 1

= 10 x Lebar Bendung 1

= 10 x 43,2 m = 4,32 m = 4 m  Pembagian Pintu dan Pilar  Lebar pintu pembilas sudah termasuk pintu pembilas dan pilar pemisah antara pintu.  2 pintu (setiap pintu lebar 2 m)  1 pilar (pilar lebar 0,50 m)  Direncanakan intek berada di kiri kanan

ALDO PUTRANANDA 201510340311002

 Lebar Mercu Bendung( B ) = Lebar Bendung – Dinding Penahan – Pilar Mercu – Pilar pembilas = 43,2 m – (2 x 0,50m) – (3 x 0,50m) – (1 x 0,50m) = 40,2 m  Lebar Efektif Mercu (Be) Kp : Pilar menggunakan tipe pilar berujung bulat Ka : Pangkal tembok menggunakan tipe pangkal tembok segi empat dengan tembok hulu pada 90 ke arah aliran. Be = B – 2(n x Kp + Ka) He = 41,2 – 2( 3 x 0.01 + 0.1) He = 41,2 – 0.26 He

PERENCANAAN TINGGI MERCU BENDUNG Elevasi mercu bendung direncanakan 20 cm (0,2 m) di atas elevasi muka air pengambilan yang dibutuhkan untuk mencegah kehilangan air pada bendung akibat gelombang. - Elevasi Mercu

= Elevasi Muka Air Hulu Intake + 0,20 =

(+422,80) + 0,20

=

+ 423,00

- Tinggi Mercu Bendung (P) = Elevasi Mercu Bendung – Elevasi Dasar Sungai =

(+423,00) – (+420,00)

=

3m

ALDO PUTRANANDA 201510340311002

PERHITUNGAN TINGGI ENERGI  Tinggi Energi (He) Diasumsikan Cd = 1,3 m Q100

=

186,94 = He

2

2

1

Cd (3 x 𝑔)2 Be 𝐻𝑒 1.5 3 2

2

1

1,3 ( 3 x 9,81)2 (41,2-0,26 He) 𝐻𝑒 1.5 3

= 1,62 m

Menggunakan cara trial and error didapat nilai He = 1,62 m

 Kontrol Nilai Cd Menggunakan bahan bangunan beton r = 0,48 . He = 0,48 . 1,62 m = 0,777 m 𝐻𝑒 1,62  C0 = = = 2,08 𝑟 0.777 𝐻𝑒 Dari nilai = 2,08 didapat nilai C0 dari grafik berikut =1,33 (dari table 𝑟

ALDO PUTRANANDA 201510340311002 

C1 =



C2 =

𝑃 𝐻𝑒

𝑃 𝐻𝑒

=

=

3 1,62

3 1,62

= 1,85 = 1 (dari grafik)

= 1,85 (karena tipe ogee I maka didapatkan nilai 1)

Didapat nilai C2 dari grafik adalah 0,98 (dari grafik) 

Cd

= C0 x C1 x C2 = 1,33 x 1 x 1 = 1,33 (ok) ≈

Cd asumsi = 1,3

Jadi nilai He = 1,62 m bisa digunakan 

Lebar Efektif Mercu (Be) Be = 41,2 – 0.44 He = 41,2 – 0.44 (1,62 m) = 40,48 m

ALDO PUTRANANDA 201510340311002

PERHITUNGAN TINGGI MUKA AIR 

Dengan coba-coba: He

= Hd +

𝑄² (𝐵𝑒 𝑥 (𝑃+𝐻𝑑))² 2𝑔

(

1,62

= Hd +

470,28

40,48 (3+Hd)

)

2

19,62

Menggunakan cara trial and error Hd = 1,4 = 1,75 Hd = 1,3 = 1,67 Hd = 1,24 = 1,62

maka Hd yang digunakan = 1,24 m  Kecepatan Air 𝑄 V = 𝐵𝑒 𝑥 (𝑃+𝐻𝑑) 470,28 𝑚3/𝑑𝑡 = 40,48 𝑥 (3+1,24) = 2,73 m/dt 

Tinggi Muka Air (Hd) 𝑉2 Hd = He – 2𝑔 2,732 = 1,62 – 2 𝑥 9,8 = 1,24 m oke (sama dengan nilai coba coba)

ALDO PUTRANANDA 201510340311002 PERHITUNGAN MERCU BENDUNG Dengan menggunakan tipe Ogee I, dihitung persamaan garis bendung sebagai berikut: 

Lengkung Mercu Hulu dengan Hd = 1,24 m o R1

= 0,5 Hd = 0,5 x 1,24 = 0,62 m

o X1

= 0,175 Hd = 0,175 x 1,24 = 0,21 m

o R2

= 0,2 Hd = 0,2 x 1,24 = 0,24 m

o X2

= 0,282 Hd = 0,282 x 1,24 = 0,34 m



Lengkung Mercu Hilir



X1,85



= 2 Hd0,85 Y = 2 . 1,240,85 Y 1



Y

= 2,40 . X1,85



Y

= 0,41 . X1,85

Titik Gradien (Y’= 1)  

Y’ 1

= 0,41 . X1,85 = 0,41 . X1,85 1

1⁄ 1,85

maka,



X

= (0,41)

Y

= 0,41 (2,35)1,85



X

= 2,35

Y

=2

ALDO PUTRANANDA 201510340311002

Titik Gradien Y=0,37*X^(1,85)

X 0 0.235 0.47 0.705 0.94 1.175 1.41 1.645 1.88 2.115 2.35

0.000 0.028 0.101 0.215 0.366 0.553 0.774 1.030 1.318 1.639 1.992

ALDO PUTRANANDA 201510340311002

DESAIN HIDROLIK PINTU PENGAMBILAN (INTAKE)

Gambar 1, Tipe Pintu Pengambilan (KP 02 Hal 113)

 Bangunan Pengambilan (Intake)  Mencari nilai z (Kehilangan tinggi energi pada bukaan) Qn = 1,2 x Qintake = 1,2 x 3,8 = 4,56 m3/det Dimensi pintu pengambilan dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut: Qn = a . b .v dimana, a = Tinggi bukaan (m) b = Lebar bersih bukaan (m) Vr = Kecepatan pengambilan rencana (m/dtk) Kecepatan pengambilan rencana (Vr) mempunyai nilai 1,0 s/d 2,0 m/det (KP 2 Hal 113), maka: Vr = m √2 . g . z dimana, m = Koef. Debit = 0,8 (pengambilan tenggelam) g = Percepatan Gravitasi (9,8 m3/det) z = Kehilangan tinggi energi pada bukaan (m) Vr 1,6

= m √2 . g . z = 0,8 √2 . 9,8 . z

ALDO PUTRANANDA 201510340311002 = 3,542 . z1/2

1,6 z

= 0,2 m

 Elevasi Bangunan Pengambilan (Intake) Data Elevasi ( m ) Dasar Sungai

+ 420,00

Dasar Intake

+ 422,00

Muka Air Hilir Intake

+ 424,04

z (m)

0,2

Muka Air Hulu Intake

+ 424,24

- Tinggi bukaan (a) a = (elevasi Muka Air Hulu Intake) – (z) – (Elevasi Dasar Intake) = (424,24) – (0,2) – (422,00) = 2,04 m - Lebar bersih bukaan (b) b=

=

Qn v. a 4,56 1,6 . 2,04

= 1,39 m

digunakan b = 2 m

- Tinggi Pintu a + 0,30 m = 2,04 + 0,3 = 2,34 m

digunakan tinggi pintu 2,5 m

- Lebar Pintu = 1 m = 2 pintu x lebar = 2 m

ALDO PUTRANANDA 201510340311002

Gambar Sketsa Denah Pintu Intake

Gambar Potongan A-A Dimensi Pintu Intake

ALDO PUTRANANDA 201510340311002

PERENCANAAN PEREDAM ENERGI Peredam energi adalah bagian dari bangunan pengelak yang berfungsi untuk meredam tenaga aliran air pada saat setelah melewati mercu bendung. Direncanakan tinggi jatuh air, Δz = 1,00 m Kecepatan awal loncatan, V1 Z V1

= Δz + P = 1,00 m + 8 m = 9 m = √2 𝑥 𝑔 𝑥 ((0,5 𝑥 𝐻𝑒) + 𝑍 ) = √2 𝑥 9,81 𝑥 ((0,5 𝑥 1,62) + 9) = 13,87 m/dt

Tinggi awal air setelah loncatan, Y1 𝑄

V1

=

Y1

=

Y1

= 0,83 m

𝑌1 𝑥 𝐵𝑒 470,28 13,87 𝑥 40,48

Bilangan Froude, Fr Fr

=

=

𝑉1 √𝑔.𝑌1 13,87 √9,81 𝑥 0,83

= 4,86 ≤ 4,5 (Peredam energy tipe vlugter)

ALDO PUTRANANDA 201510340311002

Menghitung debit persatuan lebar (q)

𝑞= 𝑞=

𝑄 𝐵𝑒 1802 m3/dtk 174,84 𝑚

𝑞 = 10,31 m3/dtk/m Menghitung tinggi muka air kritis terhadap mercu (hc) 𝑞2 √ ℎ𝑐 = 𝑔 3

3 10,312 ℎ𝑐 = √ 9,81

ℎ𝑐 = 2,21 𝑚 Menghitung Tinggi Energi di Hilir Bendung Dimana :

Q = 1802 m3/dtk K = 45 (Tabel A.2.1 KP 03 Lampiran 2-5)

ALDO PUTRANANDA 201510340311002 I

= 0,0009

m = 1 B = 180 m Q = A.V = A . K . R2/3 . I1/2 𝐴

= A . K . [ ]2/3 . I1/2 𝑃

A = (B + mh). h = (180 + 1 . h) . h = (180 + h).h P = B + 2h√𝑚2 + 1 = 180 + 2h√12 + 1 = 180 + 2,828h Maka : 𝐴

Q = A . K . [𝑃]2/3 . I1/2 (180 + h).h

1802 = (180 + h).h . 45 . [180 + 2,828h]2/3 . 0,00091/2

Dari perhitungan Goalseek di Ms. Excel di dapat nilai h2 = 3,334 m

V = K . R2/3 . I1/2 = 45 . [

(180 + 2. 3,334) .3,334 2/3 ] 180 + 2,828 . 3,334

. 0,00091/2

ALDO PUTRANANDA 201510340311002 = 2,95 m/dtk He2

=

h2 +

𝑉2 2𝑔

He2

=

3,334 +

He2

=

3,778 m

2,952 2 .9,81

Menghitung Nilai z : Elevasi tinggi energi di hulu bendung

= Elevasi mercu + He = (+ 65,15) + 2,758 = + 67,91

Elevasi tinggi energi di hilir bendung

= Elevasi dasar sungai + He2 = (+ 61,00) + 3,778 = + 64,78

z

= Elevasi tinggi energi di hulu bendung - Elevasi tinggi energi di hilir bendung = (+67,91) – (+64,78) = 3,13 m

z hc

=

3,13 m 2,21 m

Karena : 0,5 <

= 1,42 z hc

< 2,0, maka :

Menghitung tinggi muka air ke dasar kolam olak (t) t

= 2,4 . hc + 0,4 . z

ALDO PUTRANANDA 201510340311002 = 2,4 . 2,21 + 0,4 . 3,13 = 6,556 m Menghitung tinggi ambang ujung (hilir) a

ℎ𝑐

= 0,28 . hc . √ 𝑧

2,21

= 0,28 . 2,21 . √3,13 = 0,52 m Menghitung panjang ambang ujung (hilir) 2a = 2 . a = 2 . 0,52 = 1,04 m D = L = R Menghitung tinggi mercu ke dasar kolam olak (D) Dimana : tinggi muka air ke dasar kolam olak (t) = 6,556 m tinggi muka air di hilir bendung (h2) = 3,334 m Elevasi dasar sungai = +61.00 Elevasi mercu bendung = +65.15 Elevasi dasar kolam olak = Elevasi dasar sungai – tinggi dasar sungai ke dasar kolam = (+61.00) – (t – h2) = (+61.00) – (6,556 – 3,334)

ALDO PUTRANANDA 201510340311002 = +57.778 D = Elevasi mercu bendung - Elevasi dasar kolam olak = (+65.15) – (+57.778) = 7,372 m

Panjang kolam olak (L) L = 7,372 m

Jari-jari transisi kaki bendung dan lantai kolam olak (R) R = 7,372 m

Hasil Rekapitulasi Data : q

10,31 m3/dtk/m

hc

2,21 m

hd

2,641 m

He

2,758 m

h2

3,334 m

He2

3,778 m

Hw

1,0 m (Dari KP 03 Halaman 34)

z

3,130 m

t

6,556 m

a

0,520 m

D=R=L

7,372 m

Elevasi dasar sungai

+ 61.00

Elevasi Mercu

+ 65,15

Elevasi tinggi energi di hulu bendung Elevasi tinggi energi di hilir bendung

+ 67,91 + 64,78

ALDO PUTRANANDA 201510340311002