perhitungan bendung
Post on 28-Nov-2015
282 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
1/12/2014 PERHITUNGAN BENDUNG: CONTOH PERHITUNGAN HIDROLIS BENDUNG
http://perhitunganbendung.blogspot.com/2013/03/contoh-perhitungan-hidrolis-bendung.html 1/9
PERHITUNGAN BENDUNGRabu, 13 Maret 2013
BISMILLAHIRROHMANIRROHIM.....
Artikel ini saya buatkan untuk membantu anda yang belum mengetahui tentang bagaimana cara
perhitungan hidrolis bendung.... Dibawah ini saya coba berikan contoh perhitungannya...
1. Lebar dan Tinggi Bendung
Lebar bendung adalah jarak antara kedua pangkal bendung (abutment). Lebar bendung sebaiknya
diambil sama dengan lebar rata-rata sungai dengan lebar maksimum hendaknya tidak lebih dari 1,2
kali lebar rata-rata sungai pada ruas yang stabil. Di bagian hilir ruas sungai, lebar rata-rata ini dapat
diambil pada debit penuh (bankfull discharge), sedangkan pada bagian hulu sungai atau daerah
pegunungan/dataran tinggi, sering kesulitan untuk menentukan debit penuh ini. Untuk hal ini dapat
diambil muka air banjir tahunan sebagai patokan lebar rata-rata.
Penentuan tinggi bendung, utamanya didasarkan pada kebutuhan energi (head) PLTM. Namun
bendung yang tinggi mempunyai masalah konstruksi yang berat, terutama dari segi stabilitas tubuh
bendungnya.
Setelah dikaji dari berbagai kondisi dan pertimbangan, maka ditentukan parameter teknis bendung,
sebagai berikut :
Elevasi Dasar Bendung : +450 m
Tinggi Bendung (p) : 3 m
Elevasi Mercu Bendung : +453 m
Lebar Bendung (Bb) : 14,40 m
Pintu Bilas (b) : 1 x 1,5 m
Tebal Pilar : 1 x 0,75 m
Gambar Sketsa lebar mercu bendung
CONTOH PERHITUNGAN HIDROLIS BENDUNG
Perencanaan Hidrolis Bendung
Gambar 2 Sketsa Bendung
2 Tinggi Muka Air Banjir di Hilir Bendung
▼ 2013 (1)
▼ Maret (1)
CONTOH PERHITUNGANHIDROLIS BENDUNG
Sipil Blog
ACU NOK TITA S.Pd
Lihat profil lengkapku
Mengenai Saya
Bagikan 0 Lainnya Blog Berikut» sudewa.ari@gmail.com Dasbor Keluar
1/12/2014 PERHITUNGAN BENDUNG: CONTOH PERHITUNGAN HIDROLIS BENDUNG
http://perhitunganbendung.blogspot.com/2013/03/contoh-perhitungan-hidrolis-bendung.html 2/9
Lebar sungai (B) m = 12
Kemiringan (I) = 0.05
Manning (n) = 0.025
Q100th m9/dt = 107,61
Tinggi muka air (MA) banjir di hilir bendung adalah sama dengan tinggi MA banjir pada sungai asli,
sebelum ada bendung. Perhitungannya dilakukan dengan rumus aliran Manning, sebagai berikut :
Dimana :
V = Kecepatan
n = Koefisien Manning
R = Jari-jari Hidraulis
I = Kemiringan dasar
Rumus kontinuitas :
Q = A.V
Q = debit
A = luas penampang [=¦ (h)]
Selanjutnya perhitungan dilakukan secara tabelaris dan diperoleh tinggi MA banjir seperti disajikan
pada Tabel 1, Tabel 2, Gambar 3 dan diketahui tinggi air banjir pada debit rencana (h) = 0,98 m. Dari
info yang diperoleh saat survey di lapangan, dapat dipastikan bahwa banjir yang pernah ada, tidak
pernah melebihi 0,98 m.
Tabel 1Tinggi Banjir Sungai
Sketsa Potongan Melintang Sungai
Tabel Perhitungan Tinggi Banjir di hilir Sungai
3 Lebar Efektif Bendung
Karena adanya pintu bilas dan pilar, maka lebar bendung yang dapat mengalirkan banjir secara
efektif jadi berkurang, yang disebut lebar efektif (Beff).
Pengurangan lebar tersebut disebabkan oleh tiga komponen, yaitu :
· Tebal pilar
· Bagian pintu bilas yang bentuk mercunya berbeda dari mercu bendung
· Kontraksi pada dinding pengarah dan pilar.
Dalam perhitungan lebar efektif, lebar pembilas yang sebenarnya, diambil 80 %
dari lebar rencana untuk mengompensasi perbedaan koefisien debit dibanding
mercu bendung yang berbentuk bulat.
Ilustrasi Lebar Efektif Mercu
Oleh karena itu maka lebar efektif bendung Pageruyung, dengan sketsa seperti pada Gambar 1
menjadi :
Be = B1e + BS1 + BS2
(KP 02 Hal 92)
Untuk model bendung pada Gambar 1, maka nilai n sama dengan nol.
1/12/2014 PERHITUNGAN BENDUNG: CONTOH PERHITUNGAN HIDROLIS BENDUNG
http://perhitunganbendung.blogspot.com/2013/03/contoh-perhitungan-hidrolis-bendung.html 3/9
Sehingga : B1e = B – 2 Ka . Hi
Dimana :
Be = lebar effektif bendung
B =
Bb = Lebar Optimal Bendung
Kp = koefisien kontraksi pada pilar. ( 0.01)
Ka = koefisien kontraksi pada dinding ( 0.1 )
t = tebal Pilar
b = lebar Pintu
n = jumlah pilar
H = tinggi energi (m).
Nilai-Nilai Kp dan Ka diberikan pada Tabel 3 :
Tabel 3
Nilai-Nilai Koefisien Kontraksi Pilar dan Tombok Pangkal
Bentuk Pilar / Tembok Kp Ka
· Pilar berujung segi empat dan sudut-sudut yang
dibulatkan dengan jari-jari yang hampir sama
dengan 0,1 kali tebal pilar.
· Pilar berujung bulat
· Pilar berujung runcing
· Pangkal tembok segi empat dengan tembok hulu
pada 90O ke arah aliran
· Pangkal tembok bulat dengan tembok hulu pada
90O ke arah aliran di mana 0,5 H1> r > 0,15 H1
· Pangkal tembok bulat di mana r > 0,5 H1 dan
tembok hulu tidak lebih dari 45O ke arah aliran
0,02
0,01
0
0,20
0,10
0
Beff = B1e + BS1 + BS2
B1e = B – 2 Ka . Hi = 22.5 – 2 (0,1) . Hi
BS1 = 0,8 . Bpembilas
BS2 = 0,8 . Bpembilas
Beff = B1e + BS1 + BS2
= (12,15 m – 2 (0,1) . 2,61m) + (0,8 . 1,5 m)
= 12,83 m
Hasil perhitungan diperoleh lebar efektif bendung (Beff) adalah = 12,83 m.
Tubuh bendung dibuat dari batu kali, kemudian permukaan di selimuti dengan lapisan beton
bertulang. Adapun untuk bentuk mercu dipilih tipe bulat dengan satu jari-jari lengkungan dengan r
= 1,5 m, bentuk mercu bulat dipilih dikarenakan bentuknya yang sederhana, mempunyai bentuk
mercu yang lebih besar, sehingga tahan terhadap benturan batu gelundung maupun bongkahan.
Tahan terhadap abrasi dan pengaruh kavitasi hampir tidak ada atau tidak begitu besar dengan
memenuhi syarat minimum yaitu 0.3h < R < 0.7h.Selain itu, bendung dengan mercu bulat memiliki
harga koefisien debit yang jauh lebih tinggi (44%) di bandingkan dengan koefisien bendung ambang
lebar. Pada sungai, ini akan banyak memberikan keuntungan karena bangunan ini akan mengurangi
tinggi muka air hulu selama banjir. Harga koefisien debit menjadi lebih tinggi karena lengkung
streamline dan tekanan negatif pada mercu. (KP 02 Halaman 94-95).
Bagian tubuh bendung di bagian hilir dan hulu direncanakan memiliki kemiringan yang berfungsi
untuk mengalirkan air dan melindungi bagian bendung dari penggerusan yang di akibatkan oleh
tekanan air yg mengalir, serta untuk mencegah menumpuknya endapan yg membuat penumpukan
pada tubuh bendung.
Perencanaan Cd = Co* C1* C2
Rumus pengaliran sebagai berikut ;
(KP 02 Hal 95)
Dimana: Q = debit aliran di atas mercu, m3/det
Cd = koefisien debit, diperoleh 1,28
g = gravitasi
H = tinggi energi hulu
Be = Lebar efektif
Jari-Jari pembuatan mercu untuk pasangan batu dari KP-02 Hal 42 (0.3 Hi < r < 0.7Hi) maka
diperoleh r = 1m. Dari grafik KP-02 diperoleh C0 = 1,3 yang merupakan fungsi H1/r = 1,68 ; C1 = 0,99
yang merupakan fungsi P/H1 = 1,16 ; C2 = 0,998 yang merupakan fungsi P/H1 = 1,16. Didapatkan Cd =
1,28.
Maka Cd = 1,28. Grafik C0, C1, C2 seperti terlihat pada grafik di bawah ini :
4 Tinggi Muka Air Banjir di Hulu Bendung
1/12/2014 PERHITUNGAN BENDUNG: CONTOH PERHITUNGAN HIDROLIS BENDUNG
http://perhitunganbendung.blogspot.com/2013/03/contoh-perhitungan-hidrolis-bendung.html 4/9
Gambar 4
Harga-harga koefisien C0 untuk bendung ambang bulat sebagai fungsi perbandingan
H1/r
Gambar 5
Koefisien C1 sebagai fungsi perbandingan P/H1
Gambar 6
Harga-harga koefisien C2 untuk bendung mercu tipe ogee dengan muka hulu melengkung
(menurut USBR, 1960)
Untuk mencari Cd, diasumsi Cd = 1,3.
Percobaan 1 :Diketahui : P = 3 m
Q = 107,61 m3/dtkDicoba : Cd = 1.3 , diperoleh Hi = 2,59 m r = 1,5 m
Percobaan 2 :
Cek :
Q = Cd x 2/3 x √ (2/3 g) x Beff x Hi 3/2
107,61 = 1,28 x 2/3 x √(2/3 x 9.81) x (12,83 - 0.2Hi)Hi3/2
107,61 = 107,61 (OK)
Setelah diperoleh Cd, maka dapat ditetapkan : Hi = 2,61 m dan Beff = 12,83 m.
Hi/r = 2,59/1.5 ® Co = 1.3P/Hi = 3/2,59 ® C1 = 0.99 C2 = 0,998 Cd = C0 x C1 x C2 = 1,28 (tidak sesuai dengan asumsi)
Cd = 1.28, diperoleh Hi = 2,54 mHi/r = 2,52/1.5 ® Co = 1.3P/Hi = 3/2,59 ® C1 = 0,99 C2 = 0,998Cd = C0 x C1 x C2 = 1.28 .........................................OK
Jadi dari perhitungan di atas diperoleh nilai Hi = 2,61 m.
1/12/2014 PERHITUNGAN BENDUNG: CONTOH PERHITUNGAN HIDROLIS BENDUNG
http://perhitunganbendung.blogspot.com/2013/03/contoh-perhitungan-hidrolis-bendung.html 5/9
5 Perhitungan Tinggi Banjir di Hulu Bendung
Selanjutnya perhitungan tinggi banjir di hulu bendung, disajikan pada Tabel 4 dan pada debit
rencana diperoleh tinggi banjir sebesar 2,59 m, dengan elevasi MAB hulu =+455,49. Tinggi Freebord
pada bendung menjadi 2,5 m untuk mengantisipasi perubahan catchment area di masa yang akan
datang.
Tabel 4
Perhitungan Tinggi Banjir di Hulu Bendung
Gambar 7
Lengkung Debit di Hulu Bendung
Pada rencana bendung , dapat diketahui bahwa kondisi sungai di daerah tersebut terdapat material
kerikil sampai dengan boulder (batu-batu besar).
Kondisi sungai seperti ini sangat menentukan tipe peredam energi yang cocok. Adapun peredam
energi yg cocok untuk daerah ini yaitu peredam energi tipe bak tenggelam/submerged bucket. Tipe
ini dipilih karena bendung di sungai mengangkut bongkah atau batu-batu besar dengan dasar yang
relatif tahan gerusan. Sesuai penjelasan di KP 02 Halaman 114.
Untuk mencari V1 maka digunakan rumus sebagai berikut :
Elevasi MAB di hulu = Elevasi Dasar Bucket + +
Elevasi MAB di hulu = (Elevasi MAB di hilir – TailWater) + +
455,49 = 448,07 + +
Maka Q = A . V
Q = (6596,39 x v1) - (14,40 x v1 x 448,07) - (1.38xv13)
107,61 = (6596,36 x v1) - (14,40 x v1 x 448,07) - (1.38*v13)
v1 = 9,84
Dapat dilihat pada tabel di bawah ini :
Tabel 5
Mencari Nilai Froude
Elevasi
BucketV (coba-coba) Q yu Fr y2 Elev Loncatan Elev MAB
448,07 9,84 107,61 0,41 4,94 2,63 450,70 450,98
Bilangan Froudenya dapat dicari dengan rumus Fr = berdasarkan (KP-02 Hal 111).
Dimana : Fr = Bilangan Froude
V1= kecepatan awal loncatan air (m/dtk)
g = gravitasi (9,8 m/dtk2)
yu = Kedalaman air di awal loncat air (m)
maka Fr = =
Dengan nilai bilangan Fr = 4,94 sebenarnya peredam energi tipe Horizontal Basin, masih dapat
digunakan. Akan tetapi karena di lokasi bendung ditemukan banyak batuan-batuan besar, maka
peredam energi yang digunakan adalah tipe Submerged Bucket. Perhitungan Submerged Bucket
sebagai berikut :
V1 = ® (Ven Te Chow, 1983)
(Mazumder, S.K. 1983. Irrigation Engineering. New Delhi. Tata Mc Graw-Hill Publising Company
6 Peredam Energi
1/12/2014 PERHITUNGAN BENDUNG: CONTOH PERHITUNGAN HIDROLIS BENDUNG
http://perhitunganbendung.blogspot.com/2013/03/contoh-perhitungan-hidrolis-bendung.html 6/9
Limited.)
V1 = = m/dtk
R = 0,305 . 10p
P = (V1 + 6,4 Hd + 4,88)/(3,6 Hd + 19,5)
P = (3,16 + 6,4 . 2,49 + 4,88)/(3,6 . 2,49 + 19,5) = 0,84
R = 0,305 . 100,84 = 2,12 m
Untuk menentukan elevasi dasar lantai peredam, digunakan rumus sebagai berikut :
Gambar 8 Ilustrasi Peredam Energi Tipe Bucket/ Bak Tenggelam
Elevasi hilir = + 450
P = 3 m
g = 9.810 m2/dt
q = Q100/Beff= 107,61 m3/dt / 12,83 m
hc = = 1,786
DH = (elevasi MA hulu- elevasi hilir)= 4,61 m
∆H/hc = 2,583
Tmin/hc = 1,7 (∆H/hc)^0.33= 1,63
Tmin = 2,91 m
Berdasarkan hasil perhitungan, maka diperoleh elevasi dasar bucket yaitu + 448,07
7 Analisa Rembesan
1. Metode Lane
Terhadap tubuh bendung yang telah direncanakan di depan, dilakukan perhitungan panjang jalur
rembesan. Kondisi yang diperhitungkan adalah kondisi banjir dan kondisi normal. Kedua kondisi
tersebut diperlihatkan pada gambar di bawah ini.
Gambar 9
Sketsa Rembesan Metoda Lane
Hasil perhitungan panjang jalur rembesan diperlihatkan pada Tabel 6
Tabel 6Hasil Perhitungan Metode Lane
Dari tabel di atas, diperoleh CL untuk kondisi di atas :
a) Cek rembesan terhadap kondisi banjir
DHb = 4,51 m
= = 3,78 m
b) Cek rembesan terhadap kondisi normal
DHn = 3 m
= = 5,69 m
Metode Lane memberikan batas angka harga minimum seperti pada Tabel 7 di bawah ini:
Tabel 7Harga-harga minimum angka rembesan Lane (CL)
1/12/2014 PERHITUNGAN BENDUNG: CONTOH PERHITUNGAN HIDROLIS BENDUNG
http://perhitunganbendung.blogspot.com/2013/03/contoh-perhitungan-hidrolis-bendung.html 7/9
No. Macam Pondasi CL
1. Pasir sangat halus atau lanau 8,5
2. Pasir halus 7,0
3. Pasir sedang 6,0
4. Pasir kasar 5,0
5. Kerikil halus 4,0
6. Kerikil sedang 3,5
7. Kerikil kasar termasuk berangkal 3,0
8. Bongkah dengan sedikit berangkal dan kerikil 2,5
9. Lempung lunak 3,0
10. Lempung sedang 2,0
11. Lempung keras 1,8
12. Lempung sangat keras 1,6
Sumber : Kriteria Perencanaan Irigasi (KP-02), DPU.
Perbandingan antara panjang yang diperoleh dan yang ada, seperti pada hasil perhitungan di bawah
ini :
L perlu = CL x Hb
L perlu = 11,275 m
L ada = ∑Lv + 1/3 ∑LH
= 12,24 m + 1/3 (14,47 m) = 17,06 m
Hasil Perhitungan Angka Rembesan
CL kondisi banjir = L ada / Hb = 17.06 m / 4.1 m = 3,78
CL kondisi normal = L ada / Hn = 17,06 m / 3 m = 5,69
Kondisi pondasi bendung merupakan batuan, sehingga dari Tabel 2.1.7 dapat diambil harga angka
rembesan Lane minimum sebesar 2,5. Karena harga CL hasil perhitungan untuk kondisi normal dan
banjir lebih besar dari harga CL minimum, maka bendung ini aman terhadap bahaya rembesan,
tanpa diberi lantai muka.
2. Metode Blight
Terhadap tubuh bendung yang telah direncanakan di depan, dilakukan perhitungan panjang jalur
rembesan. Kondisi yang diperhitungkan adalah kondisi banjir dan kondisi normal. Kedua kondisi
tersebut diperlihatkan pada gambar di bawah ini.
Gambar 10
Sketsa Rembesan Metoda Blight
Hasil perhitungan panjang jalur rembesan diperlihatkan pada Tabel 8
Tabel 8
Hasil Perhitungan Metode Blight
Dari tabel di atas, diperoleh CB untuk kondisi di atas :a) Cek rembesan terhadap kondisi banjir
DHb = 4,51 m = =5,92 m
b) Cek rembesan terhadap kondisi normal DHn = 3 m = = 8,90 m
Metode Blight memberikan batas angka harga minimum seperti pada Tabel 9 di bawah ini :Tabel 9
Harga-harga minimum angka rembesan Blight (CB)
1/12/2014 PERHITUNGAN BENDUNG: CONTOH PERHITUNGAN HIDROLIS BENDUNG
http://perhitunganbendung.blogspot.com/2013/03/contoh-perhitungan-hidrolis-bendung.html 8/9
Sumber : Kriteria Perencanaan Irigasi (KP-02), DPU.
Perbandingan antara panjang yang diperoleh dan yang ada, seperti pada hasil perhitungan di
bawah ini :
Angka Rembesan Blight = 5 (minimum)
L perlu = Cb x Hb
= 22,55 m
L ada = ∑Lv + ∑LH
= 12,24 m + 14,47 m = 26,71 m
Hasil Perhitungan Angka Rembesan
Cb kondisi banjir = L ada / Hb = 26,71 / 4.51 = 5,92
Cb kondisi normal = L ada / Hn = 26,71 / 3 = 8,90
Lantai Muka perlu = L perlu - L ada
= 22,55 m – 26,71 m = -4,16 m
Dari perhitungan di atas, maka atas dasar metode Blight, bendung tidak perlu lantai muka.
Demikian perhitungan hidrolis bendung, smoga bermanfaat ya.. maaf klo ada kesalahan atau
penulisan yang kurang rapi, karena ini artikel pertama saya..
Klo anda puas dengan apa yang saya sajikan kasih tau teman-teman anda,
Klo anda tidak puas beritahu saya..
Makasih .. :)
Diposkan oleh ACU NOK TITA S.Pd di 02.40
Label: Hidolis Bendung
Rekomendasikan ini di Google
Balasan
Balas
Balasan
9 komentar:
achrie tekture 2 Juli 2013 20.07
makasih banyak nah... no HPx dong....
Balas
achrie tekture 2 Juli 2013 20.10
ini kan sy mo merencanakan Bendungan Lebarnya 13 Mtr. Trus Tingginya rencananya 1.5
M.... Bantu dong... Gbr. dengan hitungannya....... thank's Before....
Balas
ACU NOK TITA S.Pd 26 Juli 2013 01.24
ini contoh untuk bendung skala mini hidro... klo untuk bendungan belum pernah
saya desain.. makasih..
Anonim 3 Agustus 2013 09.56
boleh minta emailnya ?
Balas
ACU NOK TITA S.Pd 7 Agustus 2013 05.26
chuthes@gmail.com
1/12/2014 PERHITUNGAN BENDUNG: CONTOH PERHITUNGAN HIDROLIS BENDUNG
http://perhitunganbendung.blogspot.com/2013/03/contoh-perhitungan-hidrolis-bendung.html 9/9
Beranda
Langganan: Poskan Komentar (Atom)
Balas
Keluar
Beri tahu saya
Masukkan komentar Anda...
Beri komentar sebagai: Ari Sudewa (Google)
Publikasikan
Pratinjau
remy purnama 3 Oktober 2013 10.02
mantapz... bisa minta tolong bagaimana menghitung gerusan air sungai pada dinding
tanah....
Balas
Anonim 9 Oktober 2013 21.42
hitung c0 c1 dan c2 kurang jelas cara'y
Balas
Anonim 13 November 2013 18.57
apakah ada tentang gambar bendungan dan denah serta detailnya?
Balas
Ronie Boy 26 Desember 2013 07.22
Ada contoh perhitungan kolam olak dg stilling basin (usbr)... thx before... :)
Balas
Template Ethereal. Diberdayakan oleh Blogger.
top related