bab v perencanaan konstruksi - eprints.undip.ac.ideprints.undip.ac.id/33899/7/1836_chapter_5.pdf ·...

V-

Laporan Tugas Akhir Budi S. L2A002031 Perencanaan Embung Sungai Kreo Kukuh Dwi P. L2A002092

1

BAB V

PERENCANAAN KONSTRUKSI

5.1. Tinggi Embung

Tinggi tubuh embung ditentukan berdasarkan kapasitas desain kolam embung yang

terpilih yaitu 454.017,67 m3. Berdasarkan grafik hubungan antara elv. dan kapasitas

kolam maka direncanakan puncak bendung terletak pada elevasi + 124 m.

Dari hasil flood routing didapat elv. muka air banjir +127.90 m Sedangkan Elv. dasar

kolam +114 m. maka tinggi embung = (+127,90) - (+114) = 13,9 m = 14 m

Kedalaman Pondasi

Tinggi Tanah Dasar

Tinggi M.A. Normal

Tinggi M.A Banjir

Tinggi Embung

Tinggi Jagaan

Gambar 5.1. Menentukan Tinggi Embung

5.2. Tinggi Puncak

Untuk mendapatkan tinggi puncak maka perlu dicari tinggi jagaan sebagai berikut:

a) Penentuan tinggi jagaan

Tinggi jagaan adalah jarak bebas antara mercu embung dengan permukaan

air maksimum rencana. Tinggi jagaan dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan sebagai berikut :

V -


2

Hf ≥ ∆h + (hw atau 2

eh ) + ha + hi

Hf ≥ hw + 2

eh + ha + hi

di mana :

Hf = tinggi jagaan (tinggi kemungkinan kenaikan permukaan air waduk)

∆h = yang terjadi akibat timbulnya banjir abnormal

H w = tinggi ombak akibat tiupan angin

he = tinggi ombak akibat gempa

ha = tinggi kemungkinan kenaikan permukaan air waduk, apabila

terjadi kemacetan-kemacetan pada pintu bangunan pelimpah.

hi = tinggi tambahan yang didasarkan pada tingkat urgensi dari waduk

Tinggi Embung

Gambar 5.2(a). Tinggi Jagaan (free board)

V -


3

Embung

∆

Gambar 5.2(b). Tinggi Jagaan (free board)

b) Tinggi kenaikan permukaan air yang disebabkan oleh banjir abnormal (∆h) dihitung

berdasarkan persamaan sebagai berikut :

TQhA

hQQ

h

××

+=∆

1..

32 0α

di mana :

Qo = debit banjir rencana (m3/det)

Q = kapasitas rencana (m3/det)

α = 0.2 untuk bangunan pelimpah terbuka

α = 1.0 untuk bangunan pelimpah tertutup

h = kedalaman pelimpah rencana (m)

A = luas permukaan air waduk pada elevasi banjir rencana (km2)

T = durasi terjadinya banjir abnormal (1 s/d 3 jam)

Untuk perhitungan digunakan data-data sebagai berikut :

Qo = 225,39 m³/dt

Q = 477,39 m³/dt

h = 2 m

A = 0.317m²

V -


4

T = 3 Jam

h∆ =

339,4772317,01

239,477

39,2252.032

××

+×

××

h∆ = 0.12 m

c) Tinggi ombak yang disebabkan oleh angin (hw)

Tinggi ombak yang disebabkan oleh angin ini perhitungannya sangat dipengaruhi

oleh panjangnya lintasan ombak (F) dan kecepatan angin di atas permukaan air

waduk. Panjang lintasan ombak yang dipakai adalah Feff sebesar 410 m (Gambar

5.3.). Sedangkan kecepatan angin di atas permukaan air waduk diambil dari data di

stasiun BMG Semarang yaitu 20 m/det.

Perhitungan tinggi ombak (hw) ini menggunakan grafik metode SMB yang

dikombinasikan dengan metode Saville. Dengan kemiringan hulu 1 : 3 tinggi

jangkauan ombak (hw) yang didapat adalah 0,23 m .

Gambar 5.3. Grafik perhitungan metode SMB (Suyono Sosrodarsono, 1989)

V -


5

d) Tinggi ombak yang disebabkan oleh gempa (he)

Digunakan data-data pada tabel berikut :

Tabel 5.1 Koefisien gempa (DHV Consultant, 1991)

Zone Koefisien (Z) Keterangan

A

B

C

D

E

F

1,90-2,00

1,60-1,90

1,20-1,60

0,80-1,20

0,40-0,80

0,20-0,40

Kab. Semarang

Tabel 5.2 Faktor koreksi (DHV Consultant, 1991)

Tipe Batuan Faktor (V)

Rock Foundation

Diluvium (Rock Fill Dam)

Aluvium

Soft Aluvium

0,9

1,0

1,1

1,2

V -


6

Tabel 5.3 Percepatan dasar gempa (DHV Consultant, 1991)

Periode Ulang (tahun) Percepatan dasar gempa (Ac)

(cm/dt²)

10

20

50

100

200

500

1000

5000

10000

98,42

119,62

151,72

181,21

215,81

271,35

322,35

482,80

564,54

V -


7

Gambar 5.4 Pembagian zone gempa di Indonesia

V


-8

Dari data pada tabel-tabel di atas, maka dapat ditentukan harga yang akan

digunakan yaitu:

Koefisien gempa z = 0,80

Percepatan dasar gempa Ac = 151.72 cm/dt²

Faktor koreksi V = 1,1

Percepatan grafitasi g = 980 cm/dt²

Perhitungan intensitas seismis horizontal dapat dihitung dengan persamaan

sebagai berikut :

e = gVAcz ..

e = ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛××

980172.1518.0

e = 0.1238

Menurut Persamaan 2.83 besarnya tinggi gelombang yang diakibatkan oleh

gempa (he) adalah :

0.. hgehe πτ

=

Didapatkan tinggi ombak yang disebabkan oleh gempa adalah :

0.. Hgehe πτ

=

di mana :

e = Intensitas seismis horizontal

τ = Siklus seismis ( 1 detik )

h0 = Kedalaman air di dalam waduk

= elv.HWL – elv.dasar

= (+127.9) - (+114)

= 13.9 m = 14 m ( MSL )

= 148.914.3

112.0×

×

= 0.326 m

V


-9

Jadi tinggi puncak ombak di atas permukaan air rata-rata 2eh = 0.163 m.

e) Kenaikan permukaan air waduk yang disebabkan oleh ketidaknormalan operasi

pintu bangunan (ha)

ha diambil = 0,5 m (Suyono Sosrodarsono, 1989)

f) Angka tambahan tinggi jagaan yang didasarkan pada tipe embung (hi)

Mengingat limpasan melalui mercu embung urugan sangat riskan maka untuk

embung tipe ini angka tambahan tinggi jagaan (hi) ditentukan sebesar 1,0 m

(Suyono Sosrodarsono, 1989).

Berdasarkan data perhitungan tersebut di atas di mana :

Tabel 5.5 Menentukan tinggi jagaan

∆h = 0.12 m

hw = 0,23 m

2eh = 0,163 m

ha = 0,5 m

hi = 1 m

Maka tinggi jagaan dapat ditentukan , yang hasilnya adalah sebagai berikut :

Hf = 0.12+0,23+0,5+1

= 1.85 m

Hf = 0.12+0.163 + 0,5 + 1

= 1.783 m

Hf = 0,23+0,163+ 0,5 + 1

= 1.893 m

Dari ketiga alternatif tinggi jagaan tersebut diambil tinggi jagaan, 1,893m.= 2 m

Elevasi puncak = + 127,9 + tinggi jagaan = +127,9 + 2 = 129,9 = + 130

V


-10

Tinggi Embung

Lebar Mercu Embung7 m

5.3. Lebar Embung

Lebar mercu embung minimum dihitung berdasarkan persamaan sebagai berikut :

B = 3,6 H1/3 – 3,0

di mana :

H = Tinggi Embung ( 16 m )

Maka B = 3,6 (16 )1/3 – 3,0

= 6.07 m = 7 m

Gambar 5.5. Lebar Mercu Embung

5.4. Penutup Lereng Tanggul

1. Pelindung lereng hulu

Hempasan ombak serta penurunan mendadak permukaan air embung dapat

menggerus permukaan lereng. Untuk itu perlu pelindung lereng hulu

(Upstream) direncanakan memakai rip – rap boulder ukuran 30 sampai 40 cm

setebal 1 m.

2. Pelindung lereng hilir

Pelindung lereng hilir (Down Stream) direncanakan untuk untuk mengurangi

erosi lereng, memperkecil rekahan permukaan dan memperkecil

kecenderungan memancarnya air ke permukaan pada bahan – bahan organik

V


-11

dalam kandungan tanah yang mudah mengikat air serta memperkecil fluktuasi

yang luas pada kandungan atau memperkecil kadar permukaan air, untuk

embung ini direncanakan memakai gebalan rumput.

5.5. Kemiringan Tubuh Tanggul

Kemiringan lereng tanggul adalah perbandingan antara panjang garis vertikal

yang melalui puncak dengan panjang garis horizontal yang melalui tumit masing

masing.

Tabel 5.6. Kemiringan tanggul yang diajurkan (Kodoatie, 1998)

Material Urugan

Material Utama

Kemiringan Lereng

Vertikal : Horisontal

Hulu Hilir

1. Urugan homogen

2. Urugan majemuk

a. Urugan batu dengan inti lempung atau

dinding diafragma

b. Kerikil-kerakal dengan inti lempung atau

dinding diafragma

CH

CL

SC

GC

GM

SM

Pecahan batu

Kerikil-kerakal

1 : 3

1 : 1,50

1 : 2,50

1 : 2,25

1 : 1,25

1 : 1,75

Dicoba :

Untuk kemiringan lereng hulu = 1 : 2,5

Untuk kemiringan hilir = 1 : 2

5.6 Perhitungan Stabilitas Embung

Tinjauan stabilitas tubuh embung meliputi tinjauan terhadap :

1. Stabilitas lereng embung terhadap filtrasi

2. Stabilitas lereng embung terhadap longsor

V


-12

5.7 Stabilitas Embung Terhadap Aliran Filtrasi

Stabilitas lereng embung terhadap rembesan ditinjau dengan cara sebagai berikut :

5.7.1 Formasi garis depresi tubuh bendung kondisi tanpa menggunakan

chimney

Diketahui :

h : 13,9 m

l1 : 34,75 m

l2 : 44,25 m

α : 21,8

d : 21.3,0 ll + = (0,3 x 34,75) + 44,25 = 54,675

maka :

ddhY −+= 220 = )675,54()675,54()9,13( 22 −+

= 1,739 m

Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan persamaan :

200.2 yxyy += = 2739,1739,12 +× x

Dan diperoleh koordinat parabola sebagai berikut : X ( m ) -0,87 0 5 10 15 20Y ( m ) 0 1,74 4,52 6,15 7,43 8,52

X ( m ) 25 30 35 40 45 50Y ( m ) 9,49 10,36 11,17 11,92 12,63 13,30

Untuk α = 21,8 0, harga a = 22

sincoscos⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛−

αααhdd maka dapat

ditentukan nilai :

αcos10

−=∆+

ya a =

071,01,739

= 24,32 m (A-C)

a =13,425 m (A-Co)

V


-13

Sehingga didapat nilai :

a = 13,425 m→ jarak (A-C)

∆a = 24,32 – 13,425 = 10,895 m → jarak (C0-C)

Dari hasil perhitungan didapat garis depresi aliran yang keluar melalui

lereng hilir embung sehingga tidak aman terhadap bangunan untuk itu

perlu digunakan drainase kaki maupun drainase alas.

V


-14

+ 130 dpl

34.750 44.250

21.8°

54.675

10.425

+ 127.9 dpl

+ 114 dpl

y

x

13.425

0.870

a + ? = 24,32

Gambar 5.6 Garis Depresi Pada Bendungan Homogen (sesuai dengan garis parabola)


V-15

5.7.2 Formasi garis depresi tubuh bendung kondisi dengan menggunakan

sistem drainase kaki.

Diketahui :

h : 13,9 m

l1 : 34,75 m

l2 : (44,25 - 10 ) = 34,25 m

α : 135º

d : 21.3,0 ll + = (0,3 x 34,75) + 34,25 = 44,675 m

maka :

ddhY −+= 220 = )675,44()675,44() ,931( 22 −+

= 2,11 m


200.2 yxyy += = 211,211,22 +× x

Dan diperoleh koordinat parabola sebagai berikut : X ( m ) -1,085 0 5 10 15 20Y ( m ) 0 2,11 5,05 6,83 8,23 9,43

X ( m ) 25 30 35 40 45Y ( m ) 10,49 11,45 12,33 13,16 13,94

Untuk α = 1350, harga a = 21 ( ddh −+ 22 ) maka dapat ditentukan nilai :

αcos10

−=∆+

ya a = 707,01

11,2+

= 1,236 m

a = 21 ( 0y ) = 1,055 m

∆0 = 1,236 – 1,055 = 0,181 m


V-16

Gambar 5.7 Garis depresi tubuh bendung kondisi dengan menggunakan sistem drainase kaki

+ 130 dpl

34.750 34.250

21.8°

44.675

10.425

+ 127.9 dpl

+ 114 dpl

y

x

a + ? = 24,32


V-17

5.7.3 Formasi garis depresi tubuh bendung kondisi dengan menggunakan

sistem drainase alas

Diketahui :

h : 13,9 m (kondisi FSL)

l1 : 34,75 m

l2 : 19,25 m

α : 180º

d : 21.3,0 ll + = (0,3 x 34,75) + 19,25 = 29.68 m

maka :

ddhY −+= 220 = ( )68.29)68.29()9,13( 22 −+

= 3,09 m


200.2 yxyy += = 209,309,32 +× x

Dan diperoleh koordinat parabola sebagai berikut : X ( m ) -1,085 0 5 10Y ( m ) 0 3,09 6,36 8,45

X ( m ) 15 20 25 30Y ( m ) 10,11 11,54 12,81 13,96

Untuk α = 1800, maka

aa

a∆+

= 0 maka dapat ditentukan nilai :

a = ½ × d = 14,84 m = ao = 14,84 m


V-18

+ 130 dpl

34.75 19.25

29.68

10.43

+ 127.9 dpl

+ 114 dplDrainase Alas2.11

14.84

Gambar 5.8 Garis Depresi Pada Bendungan Homogen Dengan Drainase Alas


V-19

5.7.4 Jaringan Trayektori aliran filtrasi (seepage flow-net)

Kapasitas aliran filtrasi asumsi Kh = Kv

Dengan menggunakan persamaan jaringan trayektori aliran sebagai berikut :

LHkNN

Qe

ff ⋅⋅⋅=

di mana :

Qf = kapasitas aliran filtrasi (kapasitas rembesan)

Nf = angka pembagi dari garis trayektori aliran filtrasi

Ne = angka pembagi dari garis equipotensial

k = koefisien filtrasi

H = tinggi tekanan air total

L = panjang profil melintang tubuh embung

Dari data yang ada di dapat :

Nf = 8 asumsi

Ne = 14 asumsi

k = 5x10-6 cm/det = 5x10-8 m/dt asumsi

H = 15,9 m

L = 101,5 m

Maka debit aliran filtrasi adalah sebagai berikut :

Q = 5,1019,15105148 8 ⋅⋅×⋅⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −

= 4,611 x 10-5 m³/dt

= 4,611 x 10-5 .60.60.24

= 3,984 m³/hari

Syarat Q lebih kecil dari 2% Qinflow rata-rata waduk (0,02 x

225,43 = 4,5086 m³/dt)


V-20

5.7.5 Tinjauan terhadap gejala sufosi dan sembulan (boiling)

Kecepatan aliran keluar ke atas permukaan lereng hilir yang komponen

vertikalnya dapat mengakibatkan terjadinya perpindahan butiran-butiran

bahan embung, kecepatannya dibatasi sebagai berikut :

γ..1

Fgw

c =

di mana :

c = kecepatan kritis

w1 = berat butiran bahan dalam air = 0.92 t/m³

g = gravitasi = 9.8 m/det²

F = luas permukaan yang menampung aliran filtrasi

= 2 m x 1 m = 2 m²(untuk per satuan meter panjang bidang)

maka :

c = 1.2

8,9.92,0 = 2.123 m/det

Kecepatan rembesan yang terjadi pada embung adalah :

lh

kikV 2.. ==

k = koefisien filtrasi = 5 x 10-8 m/det

I = gradien debit

h2 = tekanan air rata-rata = 14,17

l = panjang rata-rata berkas elemen aliran filtrasi pada bidan keluarnya aliran = 4,25 m

maka = 25,417,14.105 8−= xV = 1,73 x 10-7 m/det < c → aman


V-21

5.8 Stabilitas Lereng Tubuh Embung Terhadap Longsor

Tubuh embung sangat dipengaruhi oleh keadaan tanah di daerah rencana embng

berupa tanah homogen yaitu lempung dengan kedap air, bersifat lunak sampai agak

keras dengan plastisitas tinggi. Tanah yang ada dominan homogen dengan kondisi

kemiringan tebing relatif sama, maka pengerukan tanah timbunan dapat dilakukan

pada sisi kiri dan kanan tebing dan digali mulai dari kedalaman 0.5 – 5 m, sehingga

volume cadangan bias tercukupi dengan mempertimbangakan sudut kemiringan.

Stabilitas lereng embung ditinjau dalam 3 (tiga) keadaan yaitu pada saat air

waduk mencapai elevasi penuh, pada saat waduk baru selesai dibangun dan sebelum

dialiri air, dan pada saat air waduk mengalami penurunan mendadak (rapid

drawdown) di mana apakah masih aman terhadap longsoran.

5.8.1 Pada saat embung baru selesai dibangun (belum dialiri air)

Dalam kondisi ini, stabilitas lereng yang ditinjau adalah lereng sebelah

hulu. Tanah timbunan masih mengandung air pada saat proses pemadatan

timbunan.

Untuk perhitungan kestabilan terhadap longsor digunakan persamaan

berikut :

( )

e

es TT

tgNUNClF+

−−+=

φ.≥ 1.2

Hasil perhitungannya dapat dilihat pada Tabel 5.7 – Tabel 5.15. dan

gambar dapat dilihat pada Gambar 5.10. – Gambar 5.18.


V-22

5.8.2 Pada saat air waduk mencapai elevasi penuh

Dalam kondisi ini, stabilitas lereng yang ditinjau adalah sebelah hilir.

Metode yang dipakai adalah irisan bidang luncur dengan hasil dapat dilihat

pada Table.5.16 dan Gambar 5.19.

5.8.3 Pada saat embung mengalami penurunan air mendadak (rapid

drawdown)

Dalam kondisi ini stabilitas lereng yag ditinjau adalah lereng sebelah

hulu. Tanah timbunan masih mengandung air yang sangat lembat merembes

keluar dan masih membasahi timbunan. Hasil perhitungannya dapat dilihat

pada Tabel 5.17. dan Gambar 5.20.

Data Teknis

Tinggi Embung = 16 m

Lebar Mercu Embung = 7 m

Kemiringan Hulu = 1 : 2,5

Kemiringan Hilir = 1 : 2

Elevasi Air Waduk = + 127,9 m (FSL)

Tinggi Air = 13,9 FWL

Formasi Garis Depresi tertera dalam Gambar 5.8.

Tabel 5.7 Kondisi perencanaan teknis material urugan sebagai dasar perhitungan

Zone tubuh

Embung

Kekuatan Geser γ timbunan dalam beberapa kondisi Intensitas beban

seismis horisontalC (t/m³) θ Basah Jenuh Air terendam (γb) (γsat) (γw) (γsub=γsat-γw) (e)

Zone kedap air 20,46 10,70 1,716 1,940 1,000 0,940 0,18


V-23

Gambar 5.9 Stabilitas Lereng Embung Pada Kondisi Selesai Dibangun dengan Metode Pias (Method of Slice) Hulu

63°

19°

8

12

34

5

67

9

54°

45°

36°

27°

18°

9°

9°

82°


V-24

Tabel 5.10 Perhitungan metode irisan bidang luncur pada kondisi embung baru selesai di bangun bagian hulu

( )e

es TT

tgNUNClF+

−−+=

φ. > 1,2

995,51448,101151,51751,818

++

=sF = 5,669 > Fs Syarat = 1,2 ……….aman !!!

deg rad27,950 3,143 82 10,7 0,187

Irisan A (m̂ 2) γ W (t.m) α α rad sin α cos α T = W * Te = N = W* e Ne = h γw u = sudut l U = U = tan θ (N-Ne-U)* C C.Lsin α e*W cos α cos α e.W sin α h*γw pias u*l ul/cos α tan θ

1 8,862 1,716 15,207 -14,5 -0,253 -0,250 0,968 -3,809 2,650 14,722 0,18 -0,686 0,000 1,000 0,000 10,0 4,880 0,000 0,000 0,189 2,913

2 20,244 1,716 34,739 -4,5 -0,079 -0,078 0,997 -2,727 6,234 34,632 0,18 -0,491 0,000 1,000 0,000 9,0 4,392 0,000 0,000 0,189 6,639

3 28,461 1,716 48,839 4,5 0,079 0,078 0,997 3,833 8,764 48,688 0,18 0,690 0,000 1,000 0,000 9,0 4,392 0,000 0,000 0,189 9,073

4 32,544 1,716 55,846 13,5 0,236 0,234 0,972 13,042 9,774 54,301 0,18 2,348 0,000 1,000 0,000 9,0 4,392 0,000 0,000 0,189 9,821

5 32,286 1,716 55,403 22,5 0,393 0,383 0,924 21,210 9,213 51,182 0,18 3,818 0,000 1,000 0,000 9,0 4,392 0,000 0,000 0,189 8,953

6 28,092 1,716 48,206 31,5 0,550 0,523 0,853 25,197 7,397 41,097 0,18 4,535 0,000 1,000 0,000 9,0 4,392 0,000 0,000 0,189 6,911

7 20,930 1,716 35,916 40,5 0,707 0,650 0,760 23,333 4,915 27,304 0,18 4,200 0,000 1,000 0,000 9,0 4,392 0,000 0,000 0,189 4,367

8 12,225 1,716 20,978 49,5 0,864 0,761 0,649 15,957 2,451 13,619 0,18 2,872 0,000 1,000 0,000 9,0 4,392 0,000 0,000 0,189 2,031

9 3,698 1,716 6,346 58,5 1,021 0,853 0,522 5,412 0,596 3,313 0,18 0,974 0,000 1,000 0,000 9,0 4,392 0,000 0,000 0,189 0,442

101,448 51,995 288,859 18,261 82 40,017 0,000 51,151

r π α θ

20,4

6

818,

751

Jumlah


V-25

9°10°

20°

30°

40°

50°

62°

12

34

5

6

7

Gambar 5.10. Stabilitas Lereng Embung Pada Kondisi Selesai Dibangun dengan Metode Pias (Method of Slice) Hilir


V-26

Tabel 5.9 Perhitungan metode irisan bidang luncur pada kondisi embung baru selesai di bangun bagian hilir

( )e

es TT

tgNUNClF+

−−+=

φ. > 1,2

807,33866,104935,91180,763

++

=sF = 5,734 > Fs Syarat = 1,2 ……….aman !!!

deg rad30,089 3,143 71 10,7 0,187

Irisan A (m^2) γ W (t.m) α α rad sin α cos α T = W * Te = N = W* e Ne = h γw u = sudut l U = U = tan θ (N-Ne-U)* C C.Lsin α e*W cos α cos α e.W sin α h*γw pias u*l ul/cos α tan θ

1 6,420 1,716 11,017 -4,5 -0,079 -0,078 0,997 -0,865 1,977 10,983 0,18 -0,156 0,000 1,000 0,000 12,0 6,304 0,000 0,000 0,189 2,105

2 16,073 1,716 27,581 5 0,087 0,087 0,996 2,405 4,946 27,476 0,18 0,433 0,000 1,000 0,000 10,0 5,254 0,000 0,000 0,189 5,112

3 20,613 1,716 35,372 15,00 0,262 0,259 0,966 9,159 6,150 34,166 0,18 1,649 0,000 1,000 0,000 10,0 5,254 0,000 0,000 0,189 6,147

4 22,936 1,716 39,358 25,00 0,437 0,423 0,906 16,640 6,420 35,668 0,18 2,995 0,000 1,000 0,000 10,0 5,254 0,000 0,000 0,189 6,176

5 24,173 1,716 41,481 35,00 0,611 0,574 0,819 23,801 6,115 33,974 0,18 4,284 0,000 1,000 0,000 10,0 5,254 0,000 0,000 0,189 5,612

6 23,650 1,716 40,583 45,00 0,786 0,707 0,707 28,706 5,164 28,687 0,18 5,167 0,000 1,000 0,000 10,0 5,254 0,000 0,000 0,189 4,446

7 17,584 1,716 30,173 56,00 0,978 0,829 0,559 25,022 3,035 16,863 0,18 4,504 0,000 1,000 0,000 9,0 4,728 0,000 0,000 0,189 2,336

104,866 33,807 187,816 18,876 71 37,301 0,000 31,935Jumlah

r π θ

20,46 763,180

α


V-27

63°

19°

8

1

2

3

45

7

9

54°

45°

36°

27°

18°

9°

9°

29°

39°

49°

58°

1110

12

13

6

Gambar 5.11. Stabilitas Lereng Embung Pada Kondisi Air Penuh dengan Metode Pias (Method of Slice) Hulu


V-28

Tabel 5.10 Perhitungan metode irisan bidang luncur pada kondisi air penuh bagian hulu

deg rad28,992 3,143 121 10,7 0,187


1 5,21 1,000 5,206 -53,5 -0,934 -0,804 0,595 -4,186 0,557 3,095 0,18 -0,753 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 0,7272 20,08 1,000 20,084 -44,0 -0,768 -0,695 0,719 -13,956 2,600 14,443 0,18 -2,512 0,000 1,000 0,000 10,0 5,062 0,000 0,000 0,189 3,2053 36,41 1,000 36,408 -34,0 -0,594 -0,559 0,829 -20,366 5,432 30,179 0,18 -3,666 0,000 1,000 0,000 10,0 5,062 0,000 0,000 0,189 6,3984 51,52 1,000 51,517 -24,0 -0,419 -0,407 0,913 -20,962 8,471 47,059 0,18 -3,773 0,000 1,000 0,000 10,0 5,062 0,000 0,000 0,189 9,609

56,73 1,000 56,730 -14,0 -0,244 -0,242 0,970 -13,730 9,908 55,043 0,18 -2,471 0,000 1,000 0,000 10,0 5,062 0,000 0,000 0,189 10,8728,86 1,940 17,192 -14,0 -0,244 -0,242 0,970 -4,161 3,003 16,681 0,18 -0,749 0,000 1,000 0,000 10,0 5,062 0,000 0,000 0,189 3,29541,81 1,000 41,811 -4,5 -0,079 -0,078 0,997 -3,282 7,503 41,682 0,18 -0,591 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 7,99120,24 1,94 39,274 -4,5 -0,079 -0,078 0,997 -3,083 7,047 39,153 0,18 -0,555 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 7,50633,60 1,000 33,597 4,5 0,079 0,078 0,997 2,637 6,029 33,493 0,18 0,475 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 6,24128,46 1,94 55,214 4,5 0,079 0,078 0,997 4,334 9,908 55,044 0,18 0,780 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 10,25724,85 1,000 24,851 13,5 0,236 0,234 0,972 5,804 4,349 24,164 0,18 1,045 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 4,37032,54 1,940 63,135 13,5 0,236 0,234 0,972 14,744 11,050 61,389 0,18 2,654 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 11,10316,40 1,000 16,397 22,5 0,393 0,383 0,924 6,277 2,727 15,148 0,18 1,130 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 2,65032,29 1,940 62,634 22,5 0,393 0,383 0,924 23,978 10,415 57,863 0,18 4,316 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 10,1228,85 1,000 8,846 31,5 0,550 0,523 0,853 4,624 1,357 7,541 0,18 0,832 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 1,26828,09 1,940 54,498 31,5 0,550 0,523 0,853 28,485 8,363 46,461 0,18 5,127 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 7,8132,82 1,000 2,819 40,5 0,707 0,650 0,760 1,831 0,386 2,143 0,18 0,330 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 0,34320,93 1,940 40,605 40,5 0,707 0,650 0,760 26,379 5,556 30,869 0,18 4,748 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 4,938

12 12,23 1,730 21,150 49,5 0,864 0,761 0,649 16,087 2,471 13,730 0,18 2,896 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 2,04813 9,97 1,730 17,250 58,5 1,021 0,853 0,522 14,712 1,621 9,007 0,18 2,648 0,000 1,000 0,000 9,0 4,556 0,000 0,000 0,189 1,202

66,168 108,753 604,186 11,910 121 93,650 0,000 56,114

r π θ

20,46

Jumlah

5

α

6

7

8

9

10

11

1253,220


V-29

( )e

es TT

tgNUNClF+

−−+=

φ. > 1,2

508,113339,75614,112221,378.1

++

=sF = 7,485 > Fs Syarat = 1,2 ……….aman !!!


V-30

9°

10°

20°

30°

40°

50°

62°

12

3

45

6

7

Gambar 5.12. Stabilitas Lereng Embung Pada Kondisi Air Penuh dengan Metode Pias (Method of Slice) Hilir


V-31

Tabel 5.11 Perhitungan metode irisan bidang luncur pada kondisi air penuh bagian hilir

( )e

es TT

tgNUNClF+

−−+=

φ. > 1,2

807,33866,104935,91180,763

++

=sF = 5,734 > Fs Syarat = 1,2 ……….aman !!!

deg rad30.089 3.143 71 10.7 0.187


1 6.420 1.716 11.017 -4.5 -0.079 -0.078 0.997 -0.865 1.977 10.983 0.18 -0.156 0.000 1.000 0.000 12.0 6.304 0.000 0.000 0.189 2.105

2 16.073 1.716 27.581 5 0.087 0.087 0.996 2.405 4.946 27.476 0.18 0.433 0.000 1.000 0.000 10.0 5.254 0.000 0.000 0.189 5.112

3 20.613 1.716 35.372 15.00 0.262 0.259 0.966 9.159 6.150 34.166 0.18 1.649 0.000 1.000 0.000 10.0 5.254 0.000 0.000 0.189 6.147

4 22.936 1.716 39.358 25.00 0.437 0.423 0.906 16.640 6.420 35.668 0.18 2.995 0.000 1.000 0.000 10.0 5.254 0.000 0.000 0.189 6.176

5 24.173 1.716 41.481 35.00 0.611 0.574 0.819 23.801 6.115 33.974 0.18 4.284 0.000 1.000 0.000 10.0 5.254 0.000 0.000 0.189 5.612

6 23.650 1.716 40.583 45.00 0.786 0.707 0.707 28.706 5.164 28.687 0.18 5.167 0.000 1.000 0.000 10.0 5.254 0.000 0.000 0.189 4.446

7 17.584 1.716 30.173 56.00 0.978 0.829 0.559 25.022 3.035 16.863 0.18 4.504 0.000 1.000 0.000 9.0 4.728 0.000 0.000 0.189 2.336

104.866 33.807 187.816 18.876 71 37.301 0.000 31.935Jumlah

r π θ

20.46 763.180

α


V-32

63°

19°

8

1

2

3

45

7

9

54°

45°

36°

27°

18°

9°

9°

29°

39°

49°

58°

1110

12

13

6

Drainase Alas14.840

Gambar 5.13. Stabilitas Lereng Embung Pada Kondisi penurunan air mendadak (rapid draw down) bagian hulu (elv +124)


V-33

Tabel 5.12 Perhitungan metode irisan bidang luncur kondisi penurunan air mendadak (rapid draw domn) bagian hulu (elv +124)

deg rad28.992 3.143 121 10.7 0.187

Irisan A (m̂ 2) γ W (t.m) α α rad sin α cos α T = W * Te = N = W* e Ne = h γw u = sudut l U = U = tan θ (N-Ne-U)* C C.Lsin α e*W cos α cos α e.W sin α h*γw pias u*l ul/cos α tan θ

1 5.21 1.000 5.206 -53.5 -0.934 -0.804 0.595 -4.186 0.557 3.095 0.18 -0.753 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 0.7272 20.08 1.000 20.084 -44.0 -0.768 -0.695 0.719 -13.956 2.600 14.443 0.18 -2.512 0.000 1.000 0.000 10.0 5.062 0.000 0.000 0.189 3.2053 36.41 1.000 36.408 -34.0 -0.594 -0.559 0.829 -20.366 5.432 30.179 0.18 -3.666 0.000 1.000 0.000 10.0 5.062 0.000 0.000 0.189 6.3984 51.52 1.000 51.517 -24.0 -0.419 -0.407 0.913 -20.962 8.471 47.059 0.18 -3.773 0.000 1.000 0.000 10.0 5.062 0.000 0.000 0.189 9.609

56.73 1.000 56.730 -14.0 -0.244 -0.242 0.970 -13.730 9.908 55.043 0.18 -2.471 0.000 1.000 0.000 10.0 5.062 0.000 0.000 0.189 10.8728.86 1.940 17.192 -14.0 -0.244 -0.242 0.970 -4.161 3.003 16.681 0.18 -0.749 0.000 1.000 0.000 10.0 5.062 0.000 0.000 0.189 3.29541.81 1.000 41.811 -4.5 -0.079 -0.078 0.997 -3.282 7.503 41.682 0.18 -0.591 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 7.99120.24 1.94 39.274 -4.5 -0.079 -0.078 0.997 -3.083 7.047 39.153 0.18 -0.555 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 7.50633.60 1.000 33.597 4.5 0.079 0.078 0.997 2.637 6.029 33.493 0.18 0.475 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 6.24128.46 1.94 55.214 4.5 0.079 0.078 0.997 4.334 9.908 55.044 0.18 0.780 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 10.25724.85 1.000 24.851 13.5 0.236 0.234 0.972 5.804 4.349 24.164 0.18 1.045 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 4.37032.54 1.940 63.135 13.5 0.236 0.234 0.972 14.744 11.050 61.389 0.18 2.654 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 11.10316.40 1.000 16.397 22.5 0.393 0.383 0.924 6.277 2.727 15.148 0.18 1.130 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 2.65032.29 1.940 62.634 22.5 0.393 0.383 0.924 23.978 10.415 57.863 0.18 4.316 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 10.1228.85 1.000 8.846 31.5 0.550 0.523 0.853 4.624 1.357 7.541 0.18 0.832 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 1.26828.09 1.940 54.498 31.5 0.550 0.523 0.853 28.485 8.363 46.461 0.18 5.127 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 7.8132.82 1.000 2.819 40.5 0.707 0.650 0.760 1.831 0.386 2.143 0.18 0.330 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 0.34320.93 1.940 40.605 40.5 0.707 0.650 0.760 26.379 5.556 30.869 0.18 4.748 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 4.9389.58 1.730 16.580 49.5 0.864 0.761 0.649 12.612 1.937 10.764 0.18 2.270 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 1.6062.64 1.940 5.124 58.5 1.021 0.853 0.522 4.370 0.482 2.675 0.18 0.787 0.000 1.000 0.000 10.0 5.062 0.000 0.000 0.189 0.357

13 3.69 1.730 6.384 58.5 1.021 0.853 0.522 5.444 0.600 3.333 0.18 0.980 0.000 1.000 0.000 9.0 4.556 0.000 0.000 0.189 0.44557.795 107.680 598.221 10.403 121 98.712 0.000 55.271

r π θ

20.46

Jumlah

5

α

12

6

7

8

9

10

11

1253.220


V-34

( )e

es TT

tgNUNClF+

−−+=

φ. > 1,2

680,107795,5727,5522,1253

++

=sF = 7,907 > Fs Syarat = 1,2 ……….aman !!!


V-35

63°

19°

8

1

2

3

45

7

9

54°

45°

36°

27°

18°

9°

9°

29°

39°

49°

58°

1110

12

13

6

Drainase Alas14.840

Gambar 5.14. Stabilitas Lereng Embung Pada Kondisi penurunan air mendadak (rapid draw down) bagian hulu (elv + 127.90 )


V-36

Tabel 5.13 Perhitungan metode irisan bidang luncur pada kondisi penurunan air mendadak (rapid draw down) (elev +128)

deg rad52.903 3.143 10.7 0.187


1 10.81 1.000 10.810 -42.5 -0.742 -0.676 0.737 -7.306 1.434 7.968 0.18 -1.315 0.000 1.000 0.000 4.8 4.465 0.000 0.000 0.189 1.7552 33.17 1.000 33.170 -35.5 -0.620 -0.581 0.814 -19.269 4.860 26.999 0.18 -3.468 0.000 1.000 0.000 5.0 4.619 0.000 0.000 0.189 5.7593 55.06 1.000 55.060 -28.5 -0.498 -0.477 0.879 -26.282 8.709 48.382 0.18 -4.731 0.000 1.000 0.000 5.2 4.772 0.000 0.000 0.189 10.0404 74.49 1.000 74.490 -21.5 -0.375 -0.367 0.930 -27.311 12.474 69.303 0.18 -4.916 0.000 1.000 0.000 5.3 4.926 0.000 0.000 0.189 14.0305 89.77 1.000 89.770 -14.5 -0.253 -0.250 0.968 -22.485 15.643 86.908 0.18 -4.047 0.000 1.000 0.000 5.5 5.080 0.000 0.000 0.189 17.193

83.59 1.000 83.590 -7.5 -0.131 -0.131 0.991 -10.915 14.917 82.874 0.18 -1.965 0.000 1.000 0.000 5.7 5.234 0.000 0.000 0.189 16.03712.610 1.94 24.463 -7.5 -0.131 -0.131 0.991 -3.194 4.366 24.254 0.18 -0.575 0.000 1.000 0.000 5.8 5.388 0.000 0.000 0.189 4.69343.720 1.000 43.720 -2 -0.035 -0.035 0.999 -1.526 7.865 43.693 0.18 -0.275 0.000 1.000 0.000 6.0 5.542 0.000 0.000 0.189 8.31115.16 1.94 29.410 -2 -0.035 -0.035 0.999 -1.027 5.291 29.392 0.18 -0.185 0.000 1.000 0.000 5.0 4.619 0.000 0.000 0.189 5.59165.49 1.000 65.490 3.5 0.061 0.061 0.998 4.000 11.766 65.368 0.18 0.720 0.000 1.000 0.000 7.0 6.466 0.000 0.000 0.189 12.22036.820 1.940 71.431 3.5 0.061 0.061 0.998 4.362 12.834 71.297 0.18 0.785 0.000 1.000 0.000 7.0 6.466 0.000 0.000 0.189 13.32950.970 1.000 50.970 10.5 0.183 0.182 0.983 9.292 9.021 50.116 0.18 1.673 0.000 1.000 0.000 7.0 6.466 0.000 0.000 0.189 9.15744.830 1.940 86.970 10.5 0.183 0.182 0.983 15.855 15.392 85.513 0.18 2.854 0.000 1.000 0.000 7.0 6.466 0.000 0.000 0.189 15.62536.590 1.000 36.590 17.5 0.306 0.301 0.954 11.007 6.281 34.895 0.18 1.981 0.000 1.000 0.000 7.0 6.466 0.000 0.000 0.189 6.22246.730 1.940 90.656 17.5 0.306 0.301 0.954 27.271 15.562 86.457 0.18 4.909 0.000 1.000 0.000 7.0 6.466 0.000 0.000 0.189 15.41523.120 1.000 23.120 24.5 0.428 0.415 0.910 9.591 3.787 21.037 0.18 1.726 0.000 1.000 0.000 7.0 6.466 0.000 0.000 0.189 3.65042.820 1.940 83.071 24.5 0.428 0.415 0.910 34.462 13.605 75.585 0.18 6.203 0.000 1.000 0.000 7.5 6.928 0.000 0.000 0.189 13.11511.210 1.000 11.210 31.5 0.550 0.523 0.853 5.859 1.720 9.557 0.18 1.055 0.000 1.000 0.000 7.7 7.082 0.000 0.000 0.189 1.60733.930 1.940 65.824 31.5 0.550 0.523 0.853 34.405 10.101 56.117 0.18 6.193 0.000 1.000 0.000 7.8 7.236 0.000 0.000 0.189 9.4371.870 1.000 1.870 38.5 0.672 0.623 0.782 1.164 0.263 1.463 0.18 0.210 0.000 1.000 0.000 8.0 7.390 0.000 0.000 0.189 0.23721.380 1.940 41.477 38.5 0.672 0.623 0.782 25.829 5.842 32.453 0.18 4.649 0.000 1.000 0.000 8.2 7.544 0.000 0.000 0.189 5.256

14 9.438 1.716 16.195 45.5 0.794 0.713 0.701 11.555 2.043 11.347 0.18 2.080 0.000 1.000 0.000 8.3 7.698 0.000 0.000 0.189 1.75275.339 113.508 630.598 34.853 102 93.756 0.000 112.614

6

7

8

9

10

11

12

13

1378.221

r π θ

24.46

Jumlah


V-37

( )e

es TT

tgNUNClF+

−−+=

φ. > 1,2

508,113339,75614,112221,378.1

++

=sF = 7,894 > Fs Syarat = 1,2 ……….aman !!!


V-38

Tabel 5.14. Rekapitulasi stabilitas embung terhadap longsor

Kondisi Angka Keamanan

Syarat Keterangan

Hulu Hilir Hulu Hilir Baru selesai di bangun 5,669 5,734 1,2 Aman Aman Mencapai elevasi penuh 7,485 5,734 1,2 Aman Aman

Mengalami penurunan mendadak 7,907 7,894 1,2 Aman Aman


V-39

5.9 Material Konstruksi

5.9.1 Lapisan Kedap Air (Imprevious Zone)

Bahan yang dipakai untuk lapisan kedap air dapat berasal dari tanah dan

tanah liat (clay), baik tanpa campuran maupun dicampur dengan pasir dengan

perbandingan tertentu berdasarkan hasil percobaan penimbunan (trial

embankment).

Tanah ataupun tanah liat yang dipakai sebagai bahan timbunan lapisan

kedap air ini haruslah memenuhi persyaratan utama untuk bahan kedap air yaitu

• Koefisien filtrasi serta kekuatan geser yang diinginkan.

• Tingkat deformasi yang rendah

• Mudah pelaksanaan pemadatannya

• Tidak mengandung zat-zat organis serta bahan mineral yang mudah

terurai

Lapisan kedap air harus mempunyai tingkat permeabilitas yang rendah, hal

ini ditentukan oleh nilai koefisien filtrasinya. Sebagai standar koefisien filtrasi

(k) bahan nilainya 1 x 10-5 cm/dt. Hal ini bertujuan untuk mencegah terjadinya

rembesan air melalui lapisan kedap air yang bersangkutan. Untuk mendapatkan

nilai (k) yang memenuhi syarat untuk lapis kedap air biasanya diperkirakan

berdasarkan prosentase butiran tanah yang lolos saringan No.300 (Suyono

Sosrodarsono, 1989). Gradasi bahan kedap air biasanya mempunyai ukuran

butiran seperti tertera pada Gambar 5.14.


V-40

Gambar 5.15 Gradasi bahan yang dapat dipergunakan untuk penimbunan zone kedap air embung

urugan homogen

5.9.2 Perlindungan Lereng

Lereng sebelah hulu dari Embung Sungai Kreo dilindungi oleh lapisan

timbunan batu (rip-rap) setebal 0.4 m, yang bertujuan untuk melindungi lereng

dari pengaruh kekuatan ombak dan aliran air. Kondisi batu untuk perlindungan

lereng ini harus baik dan tidak mudah lapuk.

Perlindungan lereng bagian hulu ini dimulai dari batas tertinggi gerakan

gelombang (mercu) sampai ke permukaan genangan terendah (LWL). Dalam

pelaksanaannya lapisan timbunan batu ini diletakkan di atas suatu lapisan

saringan yang terdiri dari batu pasir dengan ukuran butir yang teratur. Lapisan

saringan ini memiliki ketebalan sebesar 0,15 m. Penempatan lapisan saringan


V-41

ini di bawah lapisan timbunan batu, bertujuan mencegah tergerusnya bahan-

bahan halus dari embung ke dalam tumpukan batu.

Pengggunaan rip-rap sebagai lapisan pelindung mempunyai kelebihan,

antara lain

• Dapat mengikuti penurunan tubuh embung

• Mempunyai kemampuan reduksi hempasan ombak yang besar

• Cukup stabil terhadap pengaruh-pengaruh fluktuasi permukaan air dan

gerakan ombak

• Konstruksinya dapat dikerjakan secara mekanis

Selain kelebihan-kelebihan seperti di atas, rip-rap juga mempunyai

kekurang-kekurangan, yaitu antara lain :

• Dibutuhkan banyak bahan batu

• Memerlukan lapisan filter yang relatif tebal.

Tabel 5.14. Ukuran batu dan ketebalan hamparan pelindung rip-rap (Sosrodarsono, 1989)

Tinggi

Gelombang

(m)

Diameter rata2 batu hamparan

pelindung

(D 50 cm)

Ketebalan minimum hamparan batu

pelindung (cm)

Ketebalan minimum

lapisan filter

(cm)

0,0 – 0,6 25 40 15

0,6 – 1,2 30 45 15

1,2 – 1,8 38 60 23

1,8 – 2,4 45 75 23

2,4 – 3,0 52 90 30


V-42

Pelapisan (zoning) embung dapat dilihat pada Gambar 5.15. sebagai berikut:

Drainase Kaki

Rip-Rap

21Cover Dam

1 Lapisan Kedap Air Urugan Tanah Liat

2.2513

Gambar 5.16 Pelapisan embung urugan

5.10 Perencanaan Pelimpah (spillway)

Spillway atau bangunan pelimpah adalah bangunan yang berfungsi untuk

mengalirkan air banjir yang masuk ke dalam embung, sehingga air banjir tersebut

tidak merusak tubuh embung. Dalam perencanaan Embung Sungai Kreo ini,

bangunan pelimpah yang akan direncanakan adalah bangunan pelimpah terbuka

dengan ambang tetap. Bangunan pelimpah type ini, biasanya terdiri dari empat

bagian uama yaitu:

1. Saluran pangarah aliran

2. Saluran pengatur aliran

3. Saluran peluncur

4. Peredam energi

Keterangan :

A = Lapisan Kedap Air (unprevious zone)

B = Rip-rap


V-43

5.10.1 Saluran Pengarah Aliran

Saluran pengarah aliran dimaksudkan agar aliran air senantiasa dalam

kodisi hidrolika yang baik dengan mengatur kecepatan alirannya tidak melebihi

4 m/det dengan lebar semakin mengecil ke arah hilir. Apabila kecepatan aliran

melebihi 4 m/det, maka aliran akan bersifat helisoidal dan kapasitas alirannya

akan menurun. Disamping itu aliran helisoidal tersebut akan mengakibatkan

peningkatan beban hidrodinamis pada bangunan pelimpah tersebut.

Berdasarkan pengujian-pengujian yang ada saluran pengarah aliran

ditentukan sebagai berikut :

Gambar 5.17 Saluran pengarah aliran dan ambang pengatur debit pada bangunan

pelimpah

Dari analisis data sebelumnya di mana didapat :

Ketinggian air di atas mercu H = 127,90 – 124,00 = 3,90 m

Qout yang melewati spillway Q = 477,39 m/det³

Lebar Bendung B = 50 m

Maka :

W

H

V < 4 m/det

V

Saluran pengarah aliranAmbang pengatur debit


V-44

HW .51

≥

90,3.51

=W = 0.78 qm

→W dipakai = 2 m > 0,78 m

5.10.2 Saluran Pengatur Aliran

5.10.2.1 Ambang Penyadap

Dipakai tipe bendung pelimpah dengan menggunakan metode yang

dikembangkan oleh U.S.B.R. Dari analisis data sebelumnya, maka hasil

perhitungannya adalah sebagai berikut :

Debit, lebar mercu dan tinggi muka air di atas mercu bendung

Dari hasil flood routing didapatkan :

Ketinggian air di atas mercu H = 127,90 – 124,00 = 3,90 m

Qout yang melewati spillway Q = 477,39 m/det³

Lebar Bendung B = 37,5 m

Tinggi tekanan kecepatan aliran di dalam saluran pengarah :

Gambar 5.18 Saluran ambang penyadap pada bangunan pelimpah

+ 122.00

+ 127.90

+ 124.00

W

He Hd

Hv


V-45

Asumsi Bef = B = 37,5 m

Tinggi energi He = 127,9 – 125 = 3,9 m.

Misal kedalaman air dalam saluran = 2,5 m, maka :

Luas penampang basah di dalam saluran ini adalah :

A = 2 x 37,5 = 93,75 m²

Kecepatan aliran :

75,93477,39

==AQV = 5,08 m/det

Jadi tinggi kecepatan 5,08 aliran :

( )8,9.2)08,5(

2

22

==g

Vhv = 1,32 m

He = 2,5 + 1,32

= 3,82 m < 3,9 m.

Dengan cara coba-coba didapat kedalaman air dalam saluran = 3 m

Luas penampang basah di dalam saluran ini adalah :

A = 3 x 37,5 = 112,5 m²

Kecepatan aliran :

5,1124.477

==AQV = 4,24 m/det

Jadi tinggi kecepatan aliran :

( )( )8,92

24,42

22

×==

gVhv = 0.91 m

He = 3+ 0,91

= 3,91 m ~ He. OK ! Maka digunakan Hd = 3 m


V-46

5.10.2.2 Saluran Pengatur Aliran

a. Tipe Bendung Pelimpah (over flow weir type)

Dipakai tipe bendung pelimpah dengan menggunakan metode

yang dikembangkan oleh Civil Engineering Department U.S. Army.

Dasar - dasar yang digunakan dalam metode ini adalah penentuan

bentuk penampang lintang bendung dengan persamaan empiris, tetapi

didukung oleh angka kooefisien limpahan (C) yang diperoleh dari hasil

eksperimen. Persamaan – persamaan yang digunakan untuk menghitung

penampang lintang bendung dengan metode C.E.D.U.S. Army, terdiri

dari 2 (dua) bagian sebagai berikut:

Penampang lintang sebelah hulu dapat diperoleh dengan persamaan

sebagai berikut:

dHr ×= 5.01 dHr ×= 2.02

dHa ×= 175.0 dHb ×= 282.0

Dimana :

Hd = tinggi muka air banjir di hulu pada saat banjir

Dari penjelasan di atas didapat lengkung mercu spillway bagian hulu

sebagai berikut:

b = 0.282×3 = 0,846 m

a = 0.175×3 = 0,525 m

r1 = 0.5×3 = 1,5 m

r2 = 0.2×3 = 0,6 m


V-47

+ 124

+ 127,90

+ 120

R = 0,2 Hd = 0,60 m

R = 0,5 Hd = 1,50 m

X

Y

POROS BENDUNGAN

TITIK (0,0) KOORDINAT

(X ^ 1,85) = 2 (Hd ^ 0,85) Y

W = 4 m

He = 3,90Hd = 3.00

Hv = 0.91 0,282 Hd = 0,846 m0,175 Hd = 0,525 m

Gambar 5.19 Koordinat penampang memanjang ambang pengatur debit pada bangunan pelimpah

a. Penampang lintang sebelah hilir dapat diperoleh dengan persamaan lengkung

Harold sebagai berikut

YhX d ..2 85.085.1 =

85.0

85.1

.2 dhXY =

Dimana:

Hd = tinggi tekan rencana

X = jarak horizontal dari titik tertinggi mercu bendung ketitik

dipermukaan mercu disebelah hilir.

Y = jarak vertikal dari titik tertinggi mercu bendung ketitik

dipermukaan mercu disebelah hilir.

Bagian yang lebih ke hilir dari lengkung diteruskan dengan rumus :

85.085.0

1 .925.0 Xhd

Y =

176.1'..096.1 YhdX =

Tabel 5.15 Koordinat penampang ambang bendung pelimpah


V-48

O = 1 2 . 5 °

y

5.10.2.3 Saluran Transisi

Saluran transisi direncanakan agar debit banjir rencana yang akan

disalurkan tidak menimbulkan air terhenti (back water) dibagian hilir

saluran samping dan memberikan kondisi yang paling menguntungkan,

baik pada aliran didalam saluran transisi tersebut maupun pada aliran

permulaan yang akan menuju saluran peluncur. Bentuk saluran transisi

ditentukan sebagai berikut :

Koordinat Lengkung Koordinat Setelah Lengkung elevasi lengkung elv setelah lengkung x y x y

0.3 0.021 0.3 0.131 123.979 121.074 0.6 0.076 0.6 0.236 123.924 120.969 0.9 0.162 0.9 0.332 123.838 120.872 1.2 0.275 1.2 0.425 123.725 120.780 1.5 0.416 1.5 0.513 123.584 120.692 1.8 0.583 1.8 0.599 123.417 120.606 2.1 0.775 2.1 0.683 123.225 120.522 2.4 0.993 2.4 0.765 123.007 120.440 2.7 1.234 2.7 0.846 122.766 120.359 3.0 1.500 3.0 0.925 122.500 120.280 3.3 1.789 3.3 1.003 122.211 120.202 3.6 2.102 3.6 1.080 121.898 120.125 3.9 2.437 3.9 1.156 121.563 120.049 4.2 2.795 4.2 1.231 121.205 119.973 Hd 3.00 elv puncak spillway 124


V-49

Gambar 5.20 Skema bagian transisi saluran pengarah pada bangunan pelimpah

Dengan ketentuan tersebut diatas dan keadaan topografi yang ada

dimana b1 = 37,5 m, b2 = 15 m maka :

y = ( )2

155,37 − = 11,25 m

l = θtg

y = 5,12

25,11tg

= 50,75 m

s = lH∆

0,1 = 75,50H∆

∆H = 5,07

0,85 8,40 50,75

5,07

Gambar 5.21 Penampang melintang saluran pengatur


V-50

5.10.3 Saluran Peluncur

a. Peralihan Mercu Spillway Ke Saluran Peluncur

Pada perencanaan bangunan pelimpah antara tinggi mercu dengan

bangunan peredam energi diberi saluran peluncur (flood way). Saluran ini

berfungsi untuk mengatur aliran air yang melimpah dari mercu dapat mengalir

dengan lancar tanpa hambatan – hambatan hidrolis. Dalam merencanakan

saluran peluncur harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:

1. Agar air yang melimpah dari saluran mengalir dengan lancar tanpa

hambatan - hambatan hidrolis.

2. Agar konstruksi saluran peluncur cukup kukuh dan stabil dalam

menampung semua beban yang timbul.

3. Agar biaya konstruksi diusahakan sekonomis mungkin.

Guna memenuhi persyaratan tersebut, supaya diperhatikan hal – hal sebagai

berikut:s

1. Diusahakan agar tampak atasnya selurus mungkin. Kalau bentuk yang

melengkung tidak dapat dihindari, supaya diusahakan lengkungan terbatas

dan dengan radius yang besar.

2. Penapang lintang saluran peluncur sebagai patokan supaya diambil bentuk

persegi panjang.

3. Kemiringan dasar saluran diusahakan sedemikian rupa, sehingga pada

bagian udiknya berlereng landai, akan tetapi semakin ke hilir semakin

curam, agar kecepatan aliran dapat ditingkatkan secara berangsur angsur

dan kemudian aliran berkecepatan tinggi di dalam saluran tersebut dapat

secara ketat meluncur memasuki peredam energi.

4. Biasanya, saluran yang tertutup kurang sesuai untuk saluran peluncur,

karena peningkatan debit yang terjadi, akan dapat merubah aliran terbuka

menjadi aliran tertekan.


V-51

2 0 m

1 5 m

1 5 m

Kemiringan diatur sebagai berikut :

20 m tahap pertama dengan kemiringan = 0,25 dengan lebar saluran = 15 m,

kemudian 15 m tahap kedua dengan kemiringan = 0,25 tetapi penampang

melebar dari 15 m menjadi 20 m.

penampang lurus

41

penampang terompet

20 m 15 m

saluran peluncur

Gambar 5.22 Penampang memanjang saluran peluncur

Bagian yang berbentuk terompet pada ujung saluran peluncur bertujuan agar

aliran dari saluran peluncur yang merupakan alira super kritis dan mempunyai

kecepatan tinggi, sedikit demi sedikit dapat dikurangi akibat melebarnya aliran

dan aliran tersebut menjadi semakin stabil.

Gambar 5.23 Bagian berbentuk terompet pada ujung hilir saluran peluncur


V-52

saluran peluncursaluran pengatur2050,758,4

+ 119,97+ 124.00

+ 122.00+ 114,90

+ 110,90

15

+ 107,90

A

B

C

D

E

5.11 Rencana Teknis Hidrolis

Gambar 5.24 Potongan memanjang spillway

Garis dasar saluran ditentukan dengan perhitungan hidrolik yang dilakukan

dengan persamaan Bernoulli sebagai berikut :

V 1

h d 1

1

h v 1

l

l 1V 2

2

h d 2

h 1h v 2

h L

Gambar 5.25 Skema penampang memanjang aliran pada saluran


V-53

Elevasi ambang hilir = elevasi ambang udik

ehhdg

Vhdg

V++=+ 2

22

1

21

22

13

4

2221

22 ..

22l

R

Vng

Vg

Vhe ∆++=

34

22 .

R

VnS =

1. lShL ∆=

di mana :

V1 : kecepatan aliran air pada bidang-1

V2 : kecepatan aliran air pada bidang-2

hd1 : kedalaman air pada bidang-1

hd2 : kedalaman air pada bidang-2

∆l1 : panjang lereng dasar diantara bidang-1 dan bidang-2

∆l : jarak horisontal diantara bidang-1 dan bidang-2

R : radius (jari-jari) hidrolika rata-rata pada potongan saluran yang diambil

S0 : kemiringan dasar saluran

S : kemiringan permukaan aliran

hl : kehilangan energi karena gesekan dan lain-lain

he : perbedaan tinggi antara garis energi dengan permukaan air

n : angka kekasaran saluran = 0,045

Di titik A :

- kecepatan aliran V = 4,24 m/det (V1)

- Luas tampang hidrolis A = 112,5 m²

- tinggi tekanan kecepatan aliran hv = 0,91 m = He-Hd

- tinggi aliran hd = 3 m

jari-jari hidrolis rata-rata

R = A/(2hd + b) = 2,586 m


V-54

Dengan menggunakan persamaan :

Di titik B :

Tinggi energi potensial di bidang B = hd + he = 3 + (+124– (+119,973) = 7.027 m

Diasumsikan bahwa kecepatan aliran di B (V2) = 10 m/det, maka :

10.5,374,477

. 222 ==

VbQhd = 1,273m

273,1.50,372 =A = 47,74 m²

( ) )5,37273,12(74,47

.2 222 +⋅

=+

=bhd

AR = 1,192 m

( )2

586,2192,1 +=rR = 1,889 m

( )2

1024,4 +=rV = 7,12 m/det

13

4

2221

22 ..

22l

R

Vng

Vg

Vhe ∆++=

= 5,097 + 0,916 + 0.369 = 6,382

Dengan demikian tinggi tekanan total diperoleh :

hd2 + he = 1,273 + 6,382 = 7,655 m < 7,027 m

Dicoba lagi dengan asumsi kecepatan aliran yang berbeda :

V2 b Hd2 A2 R2 Rrata Vrata hv2 hv1 hl He hd+he10.00 37.500 1.273 47.740 1.192 1.889 7.120 5.097 0.916 0.369 6.382 7.655 9.310 37.500 1.367 51.278 1.274 1.930 6.775 4.418 0.916 0.325 5.659 7.027

Dari hasil perhitungan di atas dengan V = 9,31 m/det didapatkan hd+he = 7,027 m ~

7,027 m (sesuai dengan asumsi yang diambil), maka :

he = 7,027 – 1,367 = 5,66 m

hv = he – hl = 5,66 – 0,325 = 5,335 m


V-55

Frounde number pada titik B adalah :

367,1.8,9

31.9. 2

2 ==hdg

VFr = 2,544

Di titik C :

Tinggi energi potensial di bidang C = hd1 + he = 3 + (+124 – (+114,9)) = 12,1 m

∆l = 59,15 m

∆l1= 60,3 m

S

Diasumsikan bahwa kecepatan aliran di C berturut-turut sesuai tabel sehingga

didapatkan :

V b hd A R3 Rrata Vrata Hv3 Hv2 hl hd+he 10 15 3.183 47.740 2.234 2.410 7.120 5.097 0.916 0.267 9.463 12.74 15 2.498 37.473 1.874 2.230 8.490 8.273 0.916 0.421 12.108

Dari hasil perhitungan di atas dengan V = 12,74 m/det didapatkan hd+he = 12,107 m

~ 12,1 m (sesuai dengan asumsi yang diambil), maka :

he = 12,11 – 2,498 = 9,612 m

hv = he – hl = 9,612 – 0,421 = 9,191 m

Frounde number pada titik C adalah :

498,2.8,974,12

. 2

2 ==hdg

VFr = 2,573

Di titik D :

Tinggi energi potensial di bidang D = hd + he = 3 + (+124 – (+110,9)) = 16,1 m

∆l = 79,15 m

∆l1 = 80,69 m

Diasumsikan bahwa kecepatan aliran di D berturut-turut sesuai tabel sehingga

didapatkan :

V b hd A R3 Rrata Vrata Hv3 Hv2 hl hd+he 15 15 2.122 31.827 1.654 2.120 9.620 11.468 0.916 0.578 15.08415.67 15 2.031 30.466 1.598 2.092 9.955 12.515 0.916 0.630 16.093




V-56

he = 16,093 – 2,031 = 14,062 m

hv = he – hl = 14,062 – 0,630 = 13,432 m

Frounde number pada titik D adalah :

031,2.8,967,15

. 2

2 ==hdg

VFr = 3,51

Di titik E :

Tinggi energi potensial di bidang E = hd+ he = 3 + (+124 – (+107,9)) =19, 1 m

∆l = 94,15 m

∆l1 = 95,98 m

Diasumsikan bahwa kecepatan aliran di E berturut-turut sesuai tabel sehingga

didapatkan :

V b hd A R3 Rrata Vrata Hv3 Hv2 hl hd+he 15 20 1.591 31.827 1.373 1.979 9.620 11.468 0.916 0.633 14.60917.69 20 1.349 26.987 1.189 1.887 10.965 15.950 0.916 0.877 19.092



he = 19,092 – 1,349 = 17,743 m

hv = he – hl = 17,743 – 0,877 = 16,866 m

Frounde number pada titik E adalah :

349,1.8,969,17

. 2

2 ==hdg

VFr = 4,865

5.11.1 Peredam Energi

Guna meredusir energi aliran air dari saluran peluncur spillway, maka di

ujung hilir saluran tersebut dibuat suatu bangunan yang disebut peredam energi

pencegah gerusan (scour protection stilling basin).

Perhitungan kolam olak digunakan persamaan-persamaan sebagai berikut :

VqY =


V-57

YgVFr

⋅=

Dimana :

V = Kecepatan awal loncatan (m/dt)

g = Percepatan gravitasi = 9,81 m²/dt

B = Lebar saluran = 20

Fr = Bilangan froude

Y = tinggi konjugasi

Perhitungan :

V = 17,69 m/dt Y = Q/B V

Y = 477,4/20*17,69 Y= 1,349m

Fr =gY

V = 4,865

Dari perhitungan diatas :

Karena Fr = 4,865 > 4.5 dan Q = 477,74 m3/dtk > 45 m3/dtk maka digunakan

kolam olak type USBR type II.

Gambar 5.26 Kolam Olakan


V-58

5.12 Panjang kolam olakan

Ukuran panjang kolam olakan tergantung pada bilangan Froude aliran yang

akan melintasi kolam tersebut. Karena Froude number > 4,5 maka digunakan

kolam olak type USBR type II.

Gambar 5.27 Panjang loncatan hidrolis pada kolam olakan datar

Dengan Fr = 4,865, dari grafik didapatkan nilai L/D2 = 3,85

• D2/D1 = 0,5 x [ ( ) 181 21

−+ F ]

• D2/1,349 = 0,5 x [ )865,4*81( 2+ -1 ]

• D2 = 9,53 m

• L = 3,85 x 9,53 = 36,69 m ~ 37 m


V-59

5.12.1 Gigi-gigi pemencar aliran, gigi-gigi benturan dan ambang

ujung hilir kolam olakan

Gigi-gigi pemencar aliran yang berfungsi sebagai pembagi berkas

aliran terletak di ujung saluran sebelum masuk ke dalam kolam olakan.

Sedangkan gigi-gigi benturan yang berfungsi sebagai penghadang aliran

serta mendeformir loncatan hidrolis menjadi pendek terletak pada dasar

kolam olakan. Adapun ambang ujung hilir kolam olakan dibuat rata

tanpa bergerigi.

Gambar 5.28 Ukuran gigi-gigi pemencar dan gigi-gigi benturan aliran

5.12.2 Dimensi kolam olakan

Ukuran kolam olakan adalah 20 m x 37 m

Ukuran gigi-gigi pemencar aliran adalah dl = 1,349 m, karena

lebar ujung saluran peluncur adalah 20 m maka jumlah gigi-gigi

dibuat = 7 buah @ 150 cm, jarak antara gigi-gigi = 35 m dan jarak

tepi ke dinding masing-masing = 135 cm cek jumlah jarak = 7

* 1.5 * + 6 * 1.35 + 2 * 0.68 = 20 m

Ukuran ambang ujung hilir kolam olakan dengan mengacu pada

gambar 5.25 didapatkan nilai h3/d1 = 2.00 h3 = 2.00 * 1,349 =

2,698 m, karena lebar kolam olakan adalah 20 m maka jumlah

gigi-gigi dibuat = 4 buah @ 300 cm, jarak antara gigi-gigi = 200


V-60

cm dan jarak tepi ke dinding masing-masing = 100 cm cek

jumlah jarak = 4 * 3 * + 3 * 2 + 2 * 1 = 20.00 m

5.12.3 Tinggi jagaan

Tinggi jagaan pada bangunan pelimpah (spillway) dihitung dengan

menggunakan persamaan sebagai berikut :

Fb = C . V . 21

d

atau

Fb = 0,6 + 0,037 . V. 31

d

Fb minimal = 0,5 s/d 0,6 m di atas permukaan aliran

Di mana :

Fb = tinggi jagaan

C = koefisien = 0,1 untuk penmapang saluran berbentuk persegi

panjang dan 0,13 untuk penampang berbentuk trapesium

V = kecepatan aliran (m/det)

d = kedalaman air di dalam saluran (m)

Tinggi jagaan pada kolam olakan adalah sebagai berikut :

d = 9,53m

b = 20 m

A = 9,53 . 20 = 190,6 m²

V = Q/A = 477,4 / 190,6 = 2,505 m/det

Tinggi jagaan :

Fb = 0,10 . 2,505 . 21

53,9

Fb = 0,773

Atau

Fb = 0,6 + 0,037 . 2,505 . 31

53,9

Fb = 0,796 m


V-61

Dipakai nilai tertinggi yaitu Fb = 0,796 m dibulatkan Fb = 1.00 m.

5.13 Analisis Stabilitas Bangunan Pelimpah

Perhitungan stabilitas konstruksi bangunan pelimpah ditinjau dengan dua kondisi

sebagai berikut :

H

GF

ED

C

A+ 122

+ 124

B

0.85 3.00 4.820.58

1.00

4.02

2.00

Gambar 5.29 Rembesan dan Tekanan Air Tanah di Bawah Pelimpah Kondisi Muka Air

normal

a Pada Kondisi Air Normal

Tabel 5.16 Perhitungan Rembesan dan Tekanan Air Tanah Kondisi Muka Air Normal

Titik Garis Panjang Rembesan Beda

Tekanan Air

Beda Tinggi Energi

Tekanan Air

Tanah Elevasi

Titik dari

elv.A LV LH 1/3 LH LW ∆H = LW / CW H P = H - ∆H

(m) (m) (m) (m) (Ton/m2) (Ton/m2) (Ton/m2)

A 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.00 2.00 0.00

B A - B 4.03 0.00 0.00 4.03 1.48 5.03 3.55 -4.03

C B - C 0.00 0.85 0.283 4.313 1.592 5.03 3.438 -4.03 D C - D 1.00 0.00 0.00 5.313 1.961 4.03 2.069 -3.03 E D - E 0.00 3.00 1.00 6.313 2.33 4.03 1.7 -3.03 F E - F 1.00 0.00 0.00 7.313 2.698 5.03 2.332 -4.03 G F - G 0.00 4.82 1.61 8.923 3.293 5.03 1.737 -4.03 H G - H 2.00 0.00 0.00 10.923 4.03 4.03 0 -2.03

ΣLV 8.03 Σ(1/3 LH) 2.893


V-62

Angka rembesan (Cw) = (Σ Lv + Σ ⅓Lh)/ Hw = 2.71

Harga aman untuk Cw = 2,00 untuk jenis tanah pondasi medium clay.

Karena Cw > Cw batas maka struktur bangunan pelimpah pada saat kondisi muka

air normal tidak perlu lantai muka.

H

GF

ED

C

A+ 122

B1.00

P aktifW3

W2

W4P pasif W5

G6G5

G7

G4G3

G2G1

W1

W9W8W7W6

h2=4.02

h1=2.00

h8 = 2.00 m

h7 = 2.29 m

l1=0.95 l2=3.58 l3=4.72

1.74

h5=1.73

h3=1.00

h4=3.29

l4=0.95 l5=0.58 l6=3.00 l7=4.72

9.25

Gambar 5.30 Stabilitas Pelimpah Pada Kondisi Muka Air Normal

Tabel 5.17 Perhitungan Stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Normal Gaya Horisontal

Gaya Luas x Tekanan Gaya

Terhadap Titik G Lengan Momen

(Ton) (m) (Tonm) W1 1/2 * PA * h1 2 4.69 9.38

W2 PA* h2 8.04 2.01 16.16 1/2 * (PB - PA) * h2 3.116 1.34 4.175

W3 PE * h3 1.7 0.5 0.85 1/2 * (PF - PE) * h3 0.316 0.33 0.104

W4 PD * h3 -2.069 0.50 -1.0345 1/2 * (PC - PD) * h3 -0.6845 0.33 -0.226

W5 1/2 * PG * h8 -1.737 0.67 -1.164 P aktif γb * h2 * tg2(45º - φ/2) + 2 * C * tg(45º - φ/2) 38.66 1.34 51.80 P pasif γb * h6 * tg2(45º + φ/2) + 2 * C * tg(45º + φ/2) -58.489 0.67 -39.188

ΣRh -5.147 ΣMh 40.856


V-63

Tabel 5.18 Perhitungan Stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Normal Gaya Vertikal

Garis tangkap dan gaya resultan :

Rv = -65.182 Ton

Rh = -5.147 Ton

Mv = -378.96 Ton m

Mh = 40.856 Ton m

Mo = -338.104 Ton m

Kontrol terhadap guling :

e = (L/2) – (Mo/Rv) < L/6

= ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

182,65104,338

225,9 < ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

625,9

= -0,562 < 1,54 Aman

FS = [(Mv)/(Mh)] > 1,5

= 378,96 / 40,856 > 1,5

9,278 > 1,5 Aman

Gaya Luas x Tekanan Gaya Terhadap Titik G Lengan Momen

(Ton) (m) (Tonm) G1 l1 * h5 * γc -3.944 8.77 -34.59 G2 1/2 * l2 * h5 * γc -7.432 7.11 -52.842 G3 (l1+l2) * h4 * γc -35.769 7.70 -275.42 G4 1/2 * l3 *h7 * γc -12.971 3.15 -40.857 G5 l4 * h3 * γc -2.28 8.77 -19.996 G6 1/2 * l5 * h3 * γc -0.696 8.11 -5.646 G7 l3 * h6 * γc -22.656 2.36 -53.468

W6 PC * l4 3.266 8.77 28.643 1/2 * (PB - PC) * l4 0.053 8.97 0.475

W7 PD * l5 1.20 8.01 9.612 1/2 * (PC - PD) * l5 0.397 8.11 3.219

W8 PE * l6 5.1 6.23 31.773 1/2 * (PF - PE) * l6 0.948 6.72 6.371

W9 PG * l7 8.198 2.36 19.347 1/2 * (PF - PG) * l7 1.404 3.15 4.423

ΣRv -65.182 ΣMv -378.96


V-64

Kontrol terhadap daya dukung tanah pondasi :

Besarnya daya dukung tanah dipengaruhi oleh dalamnya pondasi, lebarnya

pondasi, berat isi tanah, sudut geser dalam dan kohesi dari tanah. Daya dukung

tanah (ultimate bearing capacity) dihitung dengan rumus pondasi menerus sebagai

berikut (terzaghi) :

qult = α . c . Nc + γ . z . Nq + ½ . γsub . B . Nγ

dimana :

qult = daya dukung ultimate (t/m2)

C = kohesi (t/m2)

γsub = berat isi tanah jenuh air (t/m3)

γ = berat per satuan volume tanah (t/m3)

α, β = faktor yang tak berdimensi dari bentuk tapak pondasi

Z = kedalaman pondasi = 2,00 m

B = lebar pondasi = 9,25 m

Tabel 5.19. Koefisien Daya Dukung Tanah Terzaghi

Dari hasil penyelidikan tanah pada lokasi embung, tanah dasar untuk lokasi pondasi

adalah sebagai berikut:

Nc = 9.64 c = 20,46 Ton/m2 γ = 1,716 Ton/m3

Nq = 2.70 z = 2,00 m γsat = 1,940 Ton/m3

Nγ = 1.20 B = 9,25 m γsub = 0,940 Ton/m3

φ Nc Nq Nγ N'c N'q N'γ 0 o 5.71 1.00 0.00 3.81 1.00 0.00 5 o 7.32 1.64 0.00 4.48 1.39 0.00

10 o 9.64 2.70 1.20 5.34 1.94 0.00 15 o 12.80 4.44 2.40 6.46 2.73 1.20 20 o 17.70 7.43 4.60 7.90 3.88 2.00 25 o 25.10 12.70 9.20 9.86 5.60 3.30 30 o 37.20 22.50 20.00 12.70 8.32 5.40 35 o 57.80 41.40 44.00 16.80 12.80 9.60 40 o 95.60 81.20 114.00 23.20 20.50 19.10 45 o 172.00 173.00 320.00 34.10 35.10 27.00


V-65

α, β = bentuk tapak pondasi adalah jalur/ strip, α = 1, dan β = 0.5

Perhitungan:

Qult = (c×Nc) + (γ×z×Nq )+ (β×γsub×B×Nγ)

Qult = (20,46 x 9,640) + (1,716 × 2 × 2,70) + (0,5 × 0,940 × 9,25 ×1,2)

= 217,718 ton/m3

Qall = 573,703718,217

3==ultQ

Tegangan yang terjadi :

τ = (Rv/L) (1 + 6e/L)

τ max = (Rv/L) (1 + 6e/L) = 9,616 Ton/m2 < qall Aman

τ min = (Rv/L) (1 - 6e/L) = 4,478 Ton/m2 < qall Aman

Dari hasil perhitungan di atas, dengan demikian bangunan spillway dinyatakan aman

terhadap daya dukung tanah.

Kontrol terhadap geser :

S = (Rv/Rh) > 1,5

= 12,66 > 1,5 Aman

b Pada Kondisi Air Banjir

H

GF

ED

C

A+ 122

+ 124

B

0.85 3.00 4.820.58

1.00

4.02

2.00

+ 127.90

AA

Gambar 5.31 Rembesan dan Tekanan Air Tanah di Bawah Pelimpah Kondisi Muka Air

Banjir


V-66

H

GF

ED

C

A+ 122

B1.00

P aktifW3

W2

W4P pasif W5

G6G5

G7

G4G3

G2G1

W1

W10W9W8

W7

h2=4.02

h1=2.00

h8 = 2.00 m

h7 = 2.29 m

l1=0.95 l2=3.58 l3=4.72

h5=1.73

h3=1.00

h4=3.29

l4=0.95 l5=0.58 l6=3.00 l7=4.72

Wt1

Wt2

Wt3

3.90

1.27

+ 122

+ 122

1.74

AA

W6

Tabel 5.20 Perhitungan Rembesan dan Tekanan Air Tanah Kondisi Muka Air Banjir

Titik Garis Panjang Rembesan Beda

Tekanan Air

Beda Tinggi Energi

Tekanan Air

Tanah Elevasi

Titik dari

elv.A LV LH 1/3 LH LW ∆H = LW / CW H P = H - ∆H

(m) (m) (m) (m) (Ton/m2) (Ton/m2) (Ton/m2)

AA 0.00 0.00 0.00 0.00 0 3.9 3.9 A 0.00 0.00 0.00 0.00 0 5.9 5.9 0.00

B A - B 4.03 0.00 0.00 4.03 2.927 9.93 7.003 -4.03

C B - C 0.00 0.85 0.283 4.313 3.132 9.93 6.798 -4.03 D C - D 1.00 0.00 0.00 5.313 3.858 8.93 5.072 -3.03 E D - E 0.00 3.00 1.00 6.313 4.585 8.93 4.345 -3.03 F E - F 1.00 0.00 0.00 7.313 5.331 9.93 4.599 -4.03 G F - G 0.00 4.82 1.61 8.923 6.480 9.93 3.45 -4.03 H G - H 2.00 0.00 0.00 10.923 7.93 7.93 0 -2.03

ΣLV 8.03 Σ(1/3 LH) 2.893

Angka rembesan (Cw) = (Σ Lv + Σ ⅓Lh)/ Hw = 2.71

Gambar 5.32 Stabilitas Pelimpah Pada Kondisi Muka Air Banjir


V-67

Tabel 5.21 Perhitungan Stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Banjir Gaya Horisontal

Tabel 5.22 Perhitungan Stabilitas Pelimpah Kondisi Muka Air Banjir Gaya Vertikal


Terhadap Titik G Lengan Momen

(Ton) (m) (Tonm) G1 l1 * h5 * γc -3.944 8.77 -34.59 G2 1/2 * l2 * h5 * γc -7.432 7.11 -52.84 G3 (l1+l2) * h4 * γc -35.769 7.70 -275.42G4 1/2 * l3 *h7 * γc -12.971 3.15 -40.86 G5 l4 * h3 * γc -2.28 8.77 -20.00 G6 1/2 * l5 * h3 * γc -0.696 8.11 -5.64 G7 l3 * h6 * γc -22.656 2.36 -53.47

W7 PC * l4 6.462 8.77 56.67 1/2 * (PB - PC) * l4 0.11 8.97 0.99

W8 PD * l5 2.928 8.01 23.45 1/2 * (PC - PD) * l5 0.498 8.11 4.04

W9 PE * l6 13.035 6.23 81.21 1/2 * (PF - PE) * l6 1.09 6.72 7.32

W10 PG * l7 19.045 2.36 44.95 1/2 * (PF - PG) * l7 1.344 3.15 4.23

Wt1 Berat air di atas pelimpah -3.0769 8.77 -26.98Wt2 Berat air di atas pelimpah -13.951 6.51 -90.82 Wt3 Berat air di atas pelimpah -18.416 2.36 -43.46

ΣRv -76.68 ΣMv -421.22


Terhadap Titik G Lengan

(Ton) (m)

W1 PAA * h1 7.8 5.02 39.156 1/2 * (PA - PAA) * h1 2.00 4.367 8.734

W2 PA* h2 23.718 2.01 103.5761/2 * (PB - PA) * h2 2.217 1.34 2.97

W3 PE * h3 4.345 0.5 2.172 1/2 * (PF - PE) * h3 0.127 0.33 0.042

W4 PD * h5 -5.072 0.50 -2.536 1/2 * (PC - PD) * h3 -0.863 0.33 -0.285

W5 PG * h6 -3.9 0.67 -2.613 1/2 * (PG - PH) * h8 -3.45 1.34 -4.623

W6 1/2 * PH * h7 0.00 0.67 0 P aktif γb * h2 * tg2(45º - φ/2) + 2 * C * tg(45º - φ/2) 38.663 2.01 77.71 P pasif γb * h8 * tg2(45º + φ/2) + 2 * C * tg(45º + φ/2) -54.49 1.34 -73.017

ΣRh 11.096 ΣMh 151.286


V-68

Garis tangkap dan gaya resultan :

Rv = -76.68 Ton

Rh = 11.096 Ton

Mv = -421.22 Ton m

Mh = 151.286 Ton m

Mo = -269,934 Ton m

Kontrol terhadap guling :

e = (L/2) – (Mo/Rv) < L/6

= ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

68.76269,934

225,9 < ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

625,9

= 1.105 < 1,54 Aman

FS = [(Mv)/(Mh)] > 1,5

= 421.22 / 151.286 > 1,5

= 2.784 > 1,5 Aman

Dari hasil penyelidikan tanah pada lokasi embung, tanah dasar untuk lokasi pondasi

adalah sebagai berikut:

Nc = 9.64 c = 20,46 Ton/m2 γ = 1,716 Ton/m3

Nq = 2.70 z = 2,00 m γsat = 1,940 Ton/m3

Nγ = 1.20 B = 9,25 m γsub = 0,940 Ton/m3

α, β = bentuk tapak pondasi adalah jalur/ strip, α = 1, dan β = 0.5

Perhitungan:

Qult = (c×Nc) + (γ×z×Nq )+ (β×γsub×B×Nγ)

Qult = (20,46 x 9,640) + (1,716 × 2 × 2,70) + (0,5 × 0,940 × 9,25 ×1,2)

= 217,718 ton/m3

Qall = 573,703718,217

3==ultQ

Tegangan yang terjadi :

τ = (Rv/L) (1 + 6e/L)

τ max = (Rv/L) (1 + 6e/L) = 9,616 Ton/m2 < qall Aman

τ min = (Rv/L) (1 - 6e/L) = 4,478 Ton/m2 < qall Aman


V-69

Dari hasil perhitungan di atas, dengan demikian bangunan spillway dinyatakan aman

terhadap daya dukung tanah.

Kontrol terhadap geser :

S = (Rv/Rh) > 1,5

= 6.91 > 1,5 Aman

Tabel 5.23 Hasil analisis stabilits bangunan pelimpah

Kondisi Angka

keamanan yang ada

Angka keamanan yang

diijinkan Keterangan

Muka air normal

Guling 9,278 > 1,50 Aman Daya dukung (Ton/m2) 9,616 < 70.573 Aman

Geser 12,66 > 1,50 Aman

Muka air banjir

Guling 2.784 > 1,50 Aman Daya dukung (Ton/m2) 9,616 < 70.573 Aman

Geser 6.91 > 1,50 Aman

5.14 Bangunan Penyadap

Bangunan penyadap dalam perencanaan ini dipakai tipe penyadap menara, hasil

sadapan kemudian dialirkan ke hilir sungai sesuai dengan kapasitas saluran sungai di

sebelah hilir.


V-70

Jembatan pelayanan

Ruang operasi

Pintu, saringan pada lubang penyadap

Pintu, katub, saringan pada lubang penggelontor sedimen

Lubang udara

Pipa penyalurMenara penyadap

Gambar 5.33 Komponen dari bangunan penyadap menara

5.14.1 Konstruksi dan pondasi bangunan penyadap menara

Dasar penentuan konstruksi dan pondasi bangunan penyadap ditentukan atas

dasar beban-beban luar yang bekerja pada bangunan penyadap, antara lain

sebagai berikut :

Berat menara beserta perlengkapannya (ruang operasi dan pengawasan,

pintu-pintu dan perlengkapan operasinya, tubuh menara termasuk tapak menara,

berat air di dalam menara, dan kekuatan apung).

Beban-beban lainnya, seperti :

a) Jembatan penghubung.

b) Beban seismik.

c) Tekanan air dari dalam waduk, termasuk air yang terdapat di dalam menara.

d) Kekuatan angin termasuk tekanan negatif yang biasanya terjadi pada

permukaan menara yang menghadap ke sebelah hilir.

e) Lain-lainnya, seperti tekanan tanah.


V-71

5.14.2 Pipa penyalur

Dalam perencanaan ini, pipa penyalur selain berfungsi sebagai penyalur

untuk bangunan penyadap juga berfungsi sebagai saluran pembuang. Pada saat

pembuatannya dapat juga difungsikan sebagai saluran pengelak sehingga

pekerjaannya dilaksanakan pada saat awal pembangunan embung termasuk

mempersiapkan pintunya.

Dimensi pipa ditentukan perhitungan sebagai berikut :

C : koefisien debit = 0,62

g : percepatan gravitasi = 9,8 m/det²

H : tinggi air titik tengah lubang ke permukaan = 10 m

Bukaan Pintu

Tabel 5.24 Perhitungan Debit Berdasarkan Prosentase Bukaan Pintu

h(m) Q60 Q70 Q80 Q90 Q100 0.25 0.82 0.96 1.10 1.24 1.37 0.50 1.17 1.36 1.55 1.75 1.94 0.75 1.43 1.66 1.90 2.14 2.38 1.00 1.65 1.92 2.20 2.47 2.75 1.25 1.84 2.15 2.46 2.76 3.07 1.50 2.02 2.35 2.69 3.03 3.36 1.75 2.18 2.54 2.91 3.27 3.63 2.00 2.33 2.72 3.11 3.50 3.88 2.25 2.47 2.88 3.30 3.71 4.12 2.50 2.61 3.04 3.47 3.91 4.34 2.75 2.73 3.19 3.64 4.10 4.55 3.00 2.85 3.33 3.81 4.28 4.76 3.25 2.97 3.47 3.96 4.46 4.95 3.50 3.08 3.60 4.11 4.62 5.14 3.75 3.19 3.72 4.25 4.79 5.32 4.00 3.30 3.84 4.39 4.94 5.49 4.25 3.40 3.96 4.53 5.10 5.66 4.50 3.50 4.08 4.66 5.24 5.83 4.75 3.59 4.19 4.79 5.39 5.99 5.00 3.68 4.30 4.91 5.53 6.14 5.25 3.78 4.40 5.03 5.66 6.29 5.50 3.86 4.51 5.15 5.80 6.44 5.75 3.95 4.61 5.27 5.93 6.59 6.00 4.04 4.71 5.38 6.05 6.73


V-72

6.25 4.12 4.81 5.49 6.18 6.87 6.50 4.20 4.90 5.60 6.30 7.00 6.75 4.28 4.99 5.71 6.42 7.13 7.00 4.36 5.09 5.81 6.54 7.27 7.25 4.44 5.18 5.92 6.66 7.39 7.50 4.51 5.26 6.02 6.77 7.52 7.75 4.59 5.35 6.12 6.88 7.65 8.00 4.66 5.44 6.21 6.99 7.77 8.25 4.73 5.52 6.31 7.10 7.89 8.50 4.80 5.60 6.41 7.21 8.01 8.75 4.87 5.69 6.50 7.31 8.12 9.00 4.94 5.77 6.59 7.41 8.24 9.25 5.01 5.85 6.68 7.52 8.35 9.50 5.08 5.93 6.77 7.62 8.46 9.75 5.15 6.00 6.86 7.72 8.58

10.00 5.21 6.08 6.95 7.82 8.68

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00

Q60Q70Q80Q90Q100

Gambar 5.34 Grafik Debit Berdasarkan Prosentase Bukaan Pintu

Bukaan pintu = 80%

Pintu berbentuk bujursangkar ukuran 1,00 m x 1,00 m

Maka :


V-73

H

h = 0,80 (bukaan 80 %)D = 1, 00

Pintu penggelontor

Pipa Ventilasi

1. Luas penampang aliran yang melintasi pintu :

mxmA 80,000,1= = 0,80 m²

2. Debit dan kecepatan aliran yang melintasi pintu adalah :

Gambar 5.35 Skema pengaliran dalam penyalur kondisi pintu terbuka 80%

Debit air pada saat pintu dibuka 80% (Qw)

HgACQ .2..=

50,6.8,9.2.8,0.62,0=Q

det/³598.5 mQ =

Kecepatan(V)

8,0598.5

==AQV = 6.998 m/det

Bilangan Frounde (F)

hgVF

..2= =

8,0.8,9.2998.6 = 1.768


V-74

Volume udara yang dibutuhkan :

det/287,0642,6)1768,1(04,0 385,0 mQa =×−=

Luas penampang dan diameter pipa ventilasi (Aa)

Aa = a

a

VQ =

30287,0 = 0,0096 m²

(kecepatan angin dalam pipa penyalur udara (Va) diambil sama dengan 30 m²/det)

Diameter pipa :

mAD a 111,014,30096,044

=⋅

==π

Dari perhitungan di atas, maka dapat digunakan pipa hume berdiameter 30 cm.

bab v perencanaan konstruksi - eprints.undip.ac.ideprints.undip.ac.id/33899/7/1836_chapter_5.pdf ·...

Documents