Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 181JOKO SANTOSOL2A 001 086 5.BAB V PERENCANAAN STRUKTUR PERENCANAAN STRUKTUR 5.1.TINJAUAN UMUM Perencanaan struktur dam meliputi perhitungan perhitungan konstruksi tubuhdamdanPLTMHyaituperencanaanspillwayyangmeliputibentukdan ukurancrestspillway,peralihanmercu spillwaykesaluranpeluncur,koordinat lengkungmercuspillwaybagianhuludanhilir,saluranpeluncursampai bangunanperedamenergi.Dalamperencanaantubuhdam,komponen-komponenyangperludiperhatikanadalahdimensidanstabilitasdam. PerencanaanPLTMHmeliputiperhitungandayayangdihasilkan,penentuan turbin,pipapesatdaninstalasipengaturairsertaperencanaansaluran pembuangan. 5.2.PERENCANAAN TUBUH DAM 5.2.1.Tinggi Dam Tinggitubuhdamditentukanberdasarkankapasitasdesainkolamdam yang terpilih yaitu 57795,503 m3 . Berdasarkan grafik hubungan antara elv. dan kapasitaskolammakadirencanakanpuncakbendungterletakpadaelevasi +179,245 m. Darihasilfloodroutingdidapatelv.mukaairbanjir+183,234m. SedangkanElevasidasarkolam+165danelevasitanahdasardam+165 ditambah tinggi jagaan,maka tinggi dam adalah : Tinggi dam= ( (+183,234) - (+165) ) = 18,234 m Gambar 5-1Menentukan Tinggi Dam Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 182JOKO SANTOSOL2A 001 086 5.2.2.Tinggi Puncak Dam Untuk mendapatkan tinggi puncak dam makaperlu dicaritinggijagaan. Tinggijagaanadalahjarakbebasantaramercudamdenganpermukaanair maksimumrencana.Tinggijagaandapatdihitungdenganmenggunakan persamaan sebagai berikut : Hf > Ah + (hw atau 2eh) + ha + hi Hf > hw + 2eh + ha + hi

(Sosrodarsono & Takeda, 1999) di mana : Hf= tinggi jagaan (tinggi kemungkinan kenaikan permukaan air dam) (m) Ah= tinggi kenaikan permukaan air akibat timbulnya banjir abnormal(m) hw= tinggi ombak akibat tiupan angin (m) he= tinggi ombak akibat gempa (m) ha= tinggikemungkinankenaikanpermukaanairdam,apabilaterjadi kemacetan-kemacetan pada pintu bangunan pelimpah. (m) hi= tinggi tambahan yang didasarkan pada tingkat urgensi dari dam(m) Untuk mendapatkan tinggi jagaan, maka perlu dicari Ah, hw, he, ha, hi. 1.Tinggi kenaikan permukaan air yang disebabkan oleh banjir abnormal (h) dihitung berdasarkan persamaan sebagai berikut : T Qh AhQQh+= A1. .320o (Sosrodarsono & Takeda, 1999) di mana : Qo= Debit banjir rencana (m/dt ) Q= Debit Outflow bangunan pelimpah untuk banjir abnormal(m/dt) o= 0,2 untuk bangunan pelimpah terbuka o= 1,0 untuk bangunan pelimpah tertutup h= kedalaman pelimpah rencana (m) A= luas permukaan air dam pada elevasi banjir rencana (km) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 183JOKO SANTOSOL2A 001 086 T= durasi terjadinya banjir abnormal (1 s/d 3 jam) Untuk perhitungan digunakan data-data sebagai berikut : Qo= 95,414 m/dt Q= 95,19 m/dth= 2 m A= 0,0267 km T= 3 jam h A= 3 . 19 , 952 . 0267 , 012.19 , 95414 , 95 . 2 , 0.32+ h A= 0,267 m 2.Tinggi jangkauan ombak yang disebabkan oleh angin (hw) Tinggijangkauanombakyangdisebabkanolehanginsangat dipengaruhi oleh panjangnya lintasan ombak (F) dan kecepatan angin di atas permukaan air dam. Panjang lintasan ombak yang dipakai adalah Feff sebesar 253m.Sedangkankecepatanangin(maksimal)diataspermukaanairdam diambildaridatadistasiunBMGSemarangyaitu20m/det.Dengan kemiringanhulu1:3danpermukaanlerenghuludirencanakanterdiridari hamparan batu pelindung (kasar). Perhitungan tinggi ombak (hw) ini menggunakan grafik metode SMB (gambar5.2).Darigrafikdiperolehtinggijangkauanombak(hw)yang didapat adalah 0,15 m . Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 184JOKO SANTOSOL2A 001 086 Gambar 5-2Panjang Lintasan Ombak Efektif Gambar 5-3Grafik Perhitungan Metode SMB (Sosrodarsono, 1989) Lereng dengan Permukaan Halus Lereng dengan Permukaan Kasar terdiri dari Hamparan Batu Pelindung Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 185JOKO SANTOSOL2A 001 086 3.Tinggi ombak yang disebabkan oleh gempa (he) Digunakan data-data pada tabel berikut : Tabel 5.1Koefisien GempaZoneKoefisien (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 SEMARANG (Sumber : DHV Consultant, 1991) Tabel 5.2Percepatan Dasar GempaPeriode Ulang (tahun) Percepatan dasar gempa (Ac) (cm/dt) 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 (Sumber : DHV Consultant, 1991) Tabel 5.3Faktor Koreksi Tipe BatuanFaktor (V) Rock Foundation Diluvium (Rock Fill Dam) Aluvium Soft Aluvium 0,9 1,0 1,1 1,2 (Sumber : DHV Consultant, 1991) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 186JOKO SANTOSOL2A 001 086 Daridatapadatabel-tabeldiatas,makadapatditentukanhargayangakan digunakan yaitu: (1).Koefisien gempa(z)=0,80 (2).Percepatan dasar gempa (Ac) =181,21 cm/dt (3).Faktor koreksi(V) =1,1 (4).Percepatan grafitasi ( g )=980 cm/dt Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 187JOKO SANTOSOL2A 001 086 Gambar 5-4Pembagian Zona Gempa di Indonesia (SNI Gempa 2002) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 188JOKO SANTOSOL2A 001 086 Perhitungan intensitas seismis horisontal,dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : e = gVAc z . .e =|.|

\|9801. 21 , 181 . 8 , 0e = 0,147 Didapatkan tinggi ombak yang disebabkan oleh gempa adalah : 0..H gehett=(Sosrodarsono & Takeda, 1999) di mana: e=Intensitas seismis horizontal t=Siklus seismis ( 1 detik ) H0=Kedalaman air di dalam waduk (m) =elv.HWL elv.dasar =+183,234 - (+165) =+ 18,234 (MSL) eh = 234 , 18 . 81 , 914 , 3147 , 0 =0,626 m Jadi tinggi puncak ombak di atas permukaan air rata-rata 2eh= 0,313 m. 4.Kenaikanpermukaanairdamyangdisebabkanolehketidaknormalan operasi pintu pintu bangunan pelimpah (ha) Ketidak-normalanoperasipintu-pintumengakibatkanterjadinyakenaikan permukaan air waduk (ha) melampaui batas maximum rencana. Karena pertimbangan-pertimbanganekonomis.Biasanyasebagaistandard diambil ha = 0,5 m (Sosrodarsono & Takeda, 1999). Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 189JOKO SANTOSOL2A 001 086 5.Angka tambahan tinggi jagaan yang didasarkan pada tipe dam (hi) Mengingatlimpasan melalui mercu dam urugan sangatriskan, maka untuk dam tipe ini angka tambahan tinggi jagaan (hi) ditentukan sebesar 1,0 m(hi=1,0m).(Sosrodarsono&Takeda,1978).Berdasarkandata perhitungan tersebut di atas dimana : Ah0,267 m hw0,15 m 2eh0,313 m ha0,5 m hi1,0 m Tinggijagaandapatdihitungdenganmenggunakanpersamaansebagai berikut : Hf > Ah + (hw atau 2eh) + ha + hi (Sosrodarsono & Takeda, 1978) Hf > hw + 2eh + ha + hi

Alternatif tinggi jagaan 1 Hf > Ah + hw + ha + hi Hf= 0,267 + 0,15 + 0,5 + 1,0 = 2,017 m Alternatif tinggi jagaan 2 Hf > Ah + 2eh + ha + hi Hf= 0,267 + 0,313 + 0,5 + 1,0 = 2,080 m Alternatif tinggi jagaan 3 Hf > hw + 2eh + ha + hi

Hf= 0,15 + 0,313 + 0,5 + 1,0 = 2,063 m Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 190JOKO SANTOSOL2A 001 086 Didasarkanpadatinggibendunganyangdirencanakan,makaangka standarduntuk tinggi jagaan pada bendungan urugan adalah sebagai berikut: Lebih rendah dari 50 mHf 2,0 m Dengan tinggi jagaan 50 s/d 100 mHf 3,0 m Lebih Tinggi dari 100 mHf 3,5 m (Sosrodarsono & Takeda, 1978) Dari ketiga alternatif tinggi jagaan tersebut diambil tinggi jagaan 3 m. Tinggi puncak Dam= tinggi dam + tinggi jagaan= 18,234 + 3= 21,234 m.Jadi elevasi puncak dam= Elevasi dasar dam + Tinggi Puncak = +165,00 + 21,234 m = + 186,234 m Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 191JOKO SANTOSOL2A 001 086 5.2.3.Kemiringan Tubuh Tanggul Kemiringanlerengtangguladalahperbandinganantarapanjanggaris vertikalyangmelaluipuncakdenganpanjanggarishorizontalyangmelalui tumit masing masing. Untuk kemiringan lereng hulu = 1 : 3 Untuk kemiringan hilir = 1 : 2,25 Tabel 5.4Kemiringan Tanggul yang diajurkan Material Urugan Material Utama Kemiringan Lereng Vertikal : Horisontal HuluHilir 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 (Sumber: Ibnu Kasiro dkk,1994) 5.2.4.Panjang Dam Panjangdamadalahpanjangseluruhpanjangmercudamyang bersangkutan,termasukbagianyangdigalipadatebing-tebingsungaidikedua ujungmercutersebut.PanjangdamGambiradalah108,39mpadaelevasi puncak dam + 186,234 m. Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 192JOKO SANTOSOL2A 001 086 5.2.5.Lebar Dam Lebar mercu dam minimum dihitung berdasarkan persamaan sebagai berikut : B = 3,6 H1/3 3,0 (Sosrodarsono & Takeda, 1978) di mana : H = Tinggi Dam ( 21,234 m ) MakaB= 3,6 (21,234)1/3 3,0=6,968 m Karenadigunakandamurugantipehomogen,makauntukmemberikanrasa amanterhadapkestabilanterhadaplongsornyalapisankedapairlebardam dibagian puncak dam diambil 7 m. 5.3.PERHITUNGAN STABILITAS TUBUH DAM Tinjauan stabilitas tubuh dam meliputi tinjauan terhadap : 1.Stabilitas lereng dam terhadap filtrasi 2.Stabilitas lereng dam terhadap longsor 5.3.1.Stabilitas Lereng Dam Terhadap Aliran Filtrasi Stabilitas lereng dam terhadap rembesan ditinjau dengan cara sebagai berikut: 1.Formasigarisdepresitubuhbendungkondisisesuaidengangaris parabola diketahui : h=18,234 m (kondisi FSL) l1=54,702 m l2=58,527 m o=23,96 d= 2 1. 333 , 0 l l + = (0,333 . 54,702) + 58,527 = 76,743 m maka: Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 193JOKO SANTOSOL2A 001 086 d d h Y + =2 20 (Sosrodarsono & Takeda, 1978) = ( ) ( ) 743 , 76 743 , 76 234 , 182 2 +=2,136 m Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan persamaan : 20 0. 2 y x y y + = (Sosrodarsono & Takeda, 1978) = 2136 , 2 . 136 , 2 . 2 + xDan diperoleh koordinat parabola sebagai berikut : X- 1,068051015202530 Y0,0002,1365,0916,8768,2859,48710,55311,521 x3540455055606570 y12,41313,24514,02914,77015,47716,15216,80017,424 Untukokurangdari300,hargaa= 2 2sin cos cos|.|

\| |.|

\|o o oh d dmaka dapat ditentukan nilai : o cos 10= A +yaa = 96 , 23 cos 1136 , 2= 24,787 m a =2 2sin cos cos|.|

\| |.|

\|o o oh d d = 2 296 , 23 sin234 , 1896 , 23 cos743 , 7696 , 23 cos743 , 76||.|

\|||.|

\|= 13,011 m Sehingga didapat nilai : a = 13,011 m Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 194JOKO SANTOSOL2A 001 086 y0 = 2.136L1 = 54.702 L2 = 58.5277.000+ 185.234 dpl+ 165 dpl16.411d = 76.743a + da = 24.787a0 = 1.068MAB+ 183.234 dplA0= 24,787 13,011 = 11,776 mDarihasilperhitungandidapatgarisdepresialiranyangkeluar melaluilerenghilirdamsehinggatidakamanterhadapbangunanuntukitu perlu digunakan drainase kaki maupun drainase alas. Gambar 5-5Garis Depresi Pada Bendungan Homogen (Sesuai Dengan Garis Parabola) 2.Formasigarisdepresitubuhbendungkondisidenganmenggunakandrainase kakidiketahui : h=18,234 m (kondisi FSL) l1=54,702 m l2=53,527 m o=135d= 2 1. 333 , 0 l l + = (0,333 x 54,702) + 53,527 = 71,742 mmaka: d d h Y + =2 20 = ( ) ( ) ( ) 742 , 71 742 , 71 234 , 182 2 + =2,280 m Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan persamaan : 20 0. 2 y x y y + = =2280 , 2 280 , 2 . 2 + x Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 195JOKO SANTOSOL2A 001 086 +183.234 dplMABd=71.74216.411+165 dpl+185.234 dpl7.000L2=53.527 L1 =54.702da=0.200a=1.135Dan diperoleh koordinat parabola sebagai berikut : x-1,14051015202530 y02,2805,2917,1278,5799,81810,91811,916 x3540455055606570 y12,83713,69714,50515,27116,00016,69717,36718,011 Untuk o = 1350, berdasarkan grafik pada Gambar 2.13 didapat nilaiC = aad ad+ = 0,15maka dapat ditentukan nilai : o cos 10= +yd aa =707 , 0 1280 , 2+ = 1,335 m 0,15 = 335 , 1a A

da=0,15 . 1,335 =0,200 a=1,335 0,200=1,135 Gambar 5-6Garis Depresi Pada Bendungan Homogen Dengan Drainase Kaki 3.Jaringan Trayektori aliran filtrasi (seepage flow-net) Kapasitas aliran filtrasi asumsi Kh = Kv Dengan menggunakan rumus jaringan trayektori aliran sebagai berikut: L H kNNQeff = (Sosrodarsono & Takeda, 1978) di mana : Qf=kapasitas aliran filtrasi (kapasitas rembesan) (m3/dt) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 196JOKO SANTOSOL2A 001 086 Nf=angka pembagi dari garis trayektori aliran filtrasi Ne=angka pembagi dari garis equipotensial k=koefisien filtrasi H=tinggi tekanan air total (m) L=panjang profil melintang tubuh dam (m) Dari data yang ada di dapat : Nf=4(asumsi) Ne=8(asumsi) k=5x10-6 cm/det = 5x10-8 m/dt(asumsi) H=18,234 m L=113,2285 m Maka debit aliran filtrasi adalah sebagai berikut : Q=2285 , 113 234 , 18 10 5848 |.|

\| = 5,161 x 10-5 m/dt = 5,161 x 10-5 .60.60.24 = 4,459 m/hari Syarat, Q < 2% Q inflow (0,02 x 95,414 =1,908 m/dt)rata-rata waduk113.229123456784321 MAB Gambar 5-7Jaringan Trayektori 4.Tinjauan terhadap gejala sufosi (piping) dan sembulan (boiling) Kecepatanalirankeluarkeataspermukaanlerenghiliryangkomponen vertikalnyadapatmengakibatkanterjadinyaperpindahanbutiran-butiran bahan dam, kecepatannya dibatasi sebagai berikut : Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 197JOKO SANTOSOL2A 001 086 ..1Fg wc =(Sosrodarsono & Takeda, 1978) di mana : c=kecepatan kritis w1=berat butiran bahan dalam air = 0,92 t/m g=gravitasi = 9,8 m/det F=luas permukaan yang menampung aliran filtrasi =2 m x 1 m = 2 m(untuk per satuan meter panjang bidang) maka: c= 1 . 28 , 9 . 92 , 0 = 2,123 m/det Kecepatan rembesan yang terjadi pada dam adalah :V =k .i=lhk2.(Sosrodarsono & Takeda, 1978) di mana: k= koefisien filtrasi = 5 x 10-8 m/det i= gradien debit h2= tekanan air rata-rata = 7,592 m l= panjangrata-rataberkaselemenaliranfiltrasipadabidangkeluarnya aliran = 8,452 m maka: V= 452 , 8592 , 7. 10 58 x= 4,491 x 10-8 m/det < c=2,123 m/det Aman 5.3.2.Stabilitas Lereng Dam Terhadap Longsor Stabilitaslerengdam ditinjaudalamtigakeadaan,yaitu padasaatmuka airdammencapaielevasipenuh,dambaruselesaidibangundanbelumdialiri Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 198JOKO SANTOSOL2A 001 086 air, dan pada saat air dam mengalami penurunan mendadak (Rapid Drawdown). Perhitungan menggunakan metode irisan bidang luncur. Data TeknisTinggi Dam= 20,234 m Tinggi Air= 18,234 m Elevasi Air Waduk= + 183,234 m (FSL) Lebar Mercu Dam= 7 mKemiringan Hulu= 1 : 3Kemiringan Hilir= 1 : 2,25 Tabel 5.5Kondisi Perencanaan Teknis Material Urugan sebagai Dasar Perhitungan Zone tubuh Kekuatan Geser timbunan dalam beberapa kondisiIntensitas beban damBasahKeringseismis horisontal C (t/m) (0)sat (t/m)d(t/m)(e) Zone kedap air0,6181,7121,2090,147 Untuk perhitungan kestabilan terhadap longsor digunakan persamaan berikut( )eesT Ttg N U N ClF + + =| . ;sF> 1,2 (Sosrodarsono & Takeda, 1978) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 199JOKO SANTOSOL2A 001 086 Gambar 5-8Stabilitas Tubuh Dam Kondisi Baru Selesai dibangun Bagian Hulu Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 200JOKO SANTOSOL2A 001 086 Tabel 5.6Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur pada Kondisi Dam Baru Selesai dibangun Bagian Hulu r degrad 111,7723,14218,0000,314 IrisanA(m^2) W (t.m) radsin cos T = Wsin Te = e.Wcos N = Wcos e Ne = e.W sin hw u = h.w sudut pias lU = u.l U = ul/cos tan (N-Ne-U)tan CC.L 16,6501,71211,385-2-0,035-0,0350,999-0,3972,04811,3780,147-0,0720,0001,0000,0002,03,9020,0000,0000,3253,721 1,6 175,593 230,4601,71252,14830,0520,0520,9992,7309,37452,0760,1470,4910,0001,0000,0003,05,8530,0000,0000,32516,763 348,1081,71282,36180,1400,1390,99011,46414,68181,5600,1472,0640,0001,0000,0005,09,7550,0000,0000,32525,833 459,3381,712101,587130,2270,2250,97422,85517,81798,9830,1474,1140,0001,0000,0005,09,7550,0000,0000,32530,829 563,8411,712109,295190,3320,3260,94635,58818,601103,3390,1476,4060,0001,0000,0005,09,7550,0000,0000,32531,500 661,1101,712104,621230,4010,3910,92040,88417,33496,3020,1477,3590,0001,0000,0005,09,7550,0000,0000,32528,903 750,3741,71286,241280,4890,4700,88340,49213,70676,1440,1477,2890,0001,0000,0005,09,7550,0000,0000,32522,375 819,7991,71233,895340,5930,5590,82918,9565,05828,0990,1473,4120,0001,0000,0006,011,7060,0000,0000,3258,022 Jumlah172,57198,618 547,880 31,063 36 70,2370,000 167,947 ( )eesT Ttg N U N ClF + + =| . ; sF > 1,2 267 , 1618 , 98 571 , 172947 , 167 593 , 175=++= Fs > sFSyarat = 1,2 ...................AMAN!!! Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 201JOKO SANTOSOL2A 001 086 Gambar 5-9Stabilitas Tubuh Dam Kondisi Baru Selesai dibangun Bagian Hilir Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 202JOKO SANTOSOL2A 001 086 Tabel 5.7Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur pada Kondisi Dam Baru Selesai dibangun Bagian Hilir r degrad 77,9613,14218,0000,314 IrisanA (m^2) W (t.m) radsin cos T = Wsin Te = e.Wcos N =Wcos e Ne = e.Wsin hw u = h.w sudut pias lU = u.l U = ul/cos tan (N-Ne-U)tan CC.L 131,4621,71253,863400,6980,6430,76634,6237,42741,2620,1476,2320,0001,00,0912,2480,0000,0000,32511,383 1,6 195,282 267,3921,712115,374310,5410,5150,85759,42217,80198,8950,14710,6960,0001,00,0810,8870,0000,0000,32528,662 372,1421,712123,507220,3840,3750,92746,26720,612114,5140,1478,3280,0001,00,0810,8870,0000,0000,32534,507 463,4621,712108,648150,2620,2590,96628,12018,890104,9460,1475,0620,0001,00,0810,8870,0000,0000,32532,459 543,1571,71273,88570,1220,1220,9939,00413,20073,3350,1471,6210,0001,00,079,5260,0000,0000,32523,305 612,1461,71220,793-1-0,017-0,0171,000-0,3633,74220,7900,147-0,0650,0001,00,011,3610,0000,0000,3256,777 Jumlah177,073 81,673453,741 31,873 41 55,795 0,000 137,092 ( )eesT Ttg N U N ClF + + =| . ; sF > 1,2 285 . 1673 . 81 073 . 177092 . 137 282 . 195=++= Fs > sFSyarat = 1.2 ...................AMAN!!! Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 203JOKO SANTOSOL2A 001 086 Gambar 5-10Stabilitas Tubuh Dam pada saat Mencapai Elevasi Penuh Bagian Hulu Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 204JOKO SANTOSOL2A 001 086 Tabel 5.8Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur pada Kondisi Dam Mencapai Elevasi Muka Air Banjir Bagian Hulu r degrad 111,7723,14218,0000,314 IrisanA (m^2) W (t.m) radsin cos T = Wsin Te = e.W cos N =W cos e Ne = e.Wsin hwu = h.w sudut pias lU = u.l U = ul/cos tan (N-Ne-U)tan CC.L 16,6500,7555,021-2-0,035-0,0350,999-0,1750,9035,0180,147-0,0321,3751,0001,42,03,9025,3655,3680,325-0,104 1,6 193,153 230,4600,75522,99730,0520,0520,9991,2044,13422,9660,1470,2174,1601,0004,23,05,85324,34624,3790,325-0,530 348,1080,75536,32280,1400,1390,9905,0566,47435,9680,1470,9106,2151,0006,25,09,75560,63061,2260,325-8,504 459,3380,75544,800130,2270,2250,97410,0797,85743,6520,1471,8147,5241,0007,55,09,75573,40275,3330,325-10,885 563,8410,75548,200190,3320,3260,94615,6948,20345,5730,1472,8258,051 0,05,09,7550,0000,000 0,000 661,1100,75546,138230,4010,3910,92018,0307,64542,4690,1473,2457,7371,0007,75,09,75575,47481,9940,325-13,899 7 4,8821,7128,358 280,4890,4700,8833,9241,3287,3800,1470,7066,4921,0006,55,09,75563,33471,7320,325-21,142 45,4920,75534,347 8 9,10531,71215,588 340,5930,5590,8298,7182,32612,9230,1471,5692,9461,0002,96,011,70634,48741,6000,325-9,829 5,69330,7554,298 Jumlah62,53038,871215,948 11,255 3670,237337,0,37-64,892 ( )eesT Ttg N U N ClF + + =| . ; sF > 1,2 265 , 1871 , 3 530 , 62) 892 , 64 ( 153 , 193=+ += Fs > sFSyarat = 1,2 ...................AMAN!!! Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 205JOKO SANTOSOL2A 001 086 Gambar 5-11Stabilitas Tubuh Dam pada saat Mencapai Elevasi Penuh Bagian Hilir Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 206JOKO SANTOSOL2A 001 086 Tabel 5.9Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur pada Kondisi Dam Mencapai Elevasi Muka Air Banjir Bagian Hilir r degrad 77,9613,14218,0000,314 IrisanA (m^2) W (t.m) radsin cos T = Wsin Te = e.Wcos N =Wcos e Ne = e.Wsin hw u = h.w sudut pias lU= u.l U= ul/cos tan (N-Ne-U)tan CC.L 1 10,82430,7558,172 400,6980,6430,7665,2541,1276,2600,1470,9464,2181,04,29,012,24851,65667,4370,325-20,188 1,6 223,180 15,63791,71226,772 2 2,8460,7552,149 310,5410,5150,8571,1070,3321,8420,1470,1998,1921,08,28,010,88789,185104,0500,325-33,279 64,5451,712110,501 572,1421,712123,507220,3840,3750,92746,27220,612114,5110,1478,3298,7091,08,7810,88794,813102,2610,3251,274 663,4621,712108,648150,2620,2590,96628,12418,890104,9450,1475,0627,7281,07,7810,88784,13387,1020,3254,153 743,1571,71273,88570,1220,1220,9939,00613,20073,3350,1471,6215,4481,05,479,52651,89752,2870,3256,313 812,1461,71220,793-1-0,017-0,0171,000-0,3633,74220,7900,147-0,0651,9661,02,011,3612,6752,6750,3255,908 Jumlah89,39957,903321,683 16,092 41 55,795374,359-35,818 ( )eesT Ttg N U N ClF + + =| . ; sF > 1,2 272 , 1903 , 57 399 , 89) 818 , 35 ( 180 , 233=+ += Fs > sFSyarat = 1,2 ...................AMAN!!! Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 207JOKO SANTOSOL2A 001 086 Gambar 5-12Stabilitas Tubuh Dam pada Kondisi Dam Mengalami Penurunan Air Mendadak Bagian Hulu Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 208JOKO SANTOSOL2A 001 086 Tabel 5.10Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur pada Kondisi Dam Mengalami Penurunan Air Mendadak (Rapid Dradown) r degrad 111.7723,14218,0000,314 IrisanA (m^2) W (t.m) radsin cos T = W sin Te = e.W cos N =Wcos e Ne = e.Wsin hw u = h.w sudut pias lU= u.l U = ul/cos tan (N-Ne-U)tan CC.L 16,6500,7555,021-2-0,035 -0,035 0,999-0,1750,9035,0180,147-0,0321,381,0001,37523,9025,3655,3690,325-0,104 1,6 245,831 230,4600,75522,99730,0520,0520,9991,2044,13422,9660,1470,2174,161,0004,16035,85324,34924,3820,325-0,531 348,1080,75536,32280,1400,1390,9905,0566,47435,9680,1470,9106,221,0006,21559,75560,62861,2240,325-8,503 459,3380,75544,800130,2270,2250,97410,0797,85743,6520,1471,8147,5241,0007,5245,09,75573,39875,3290,325-10,884 5 1,4141,7122,421 190,3320,3260,9460,7880,4122,2890,1470,1428,0511,0008,0515,09,75578,53983,0660,325-26,296 57,4260,75543,357 6 25,0501,71242,886 230,4010,3910,92016,7597,10639,4760,1473,0177,7371,0007,7375,09,75575,47681,9960,325-14,798 31,0600,75523,450 7 45,0331,71277,096 280,4890,4700,88336,19912,25368,0700,1476,5166,4921,0006,4925,09,75563,33171,7290,325-3,306 0,3410,7550,258 819,7991,71233,895340,5930,5590,82918,9565,05828,0990,1473,4122,9461,0002,9466,011,70634,48741,6000,325-5,496 Jumlah88,86644,197245,538 15,996 36 70,237415,573-69,917 ( )eesT Ttg N U N ClF + + =| . ; sF > 1,2 322 , 1197 , 44 866 , 88) 917 , 69 ( 831 , 245=+ += Fs > sFSyarat = 1,2 ...................AMAN!!! Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 209JOKO SANTOSOL2A 001 086 5.4.PERENCANAAN PELIMPAH (SPILLWAY) Spillway atau bangunan pelimpah adalah bangunan yang berfungsi untuk mengalirkanairbanjirdidalamreservoirsehinggaairbanjirtersebuttidak merusaktubuhdam.Dalamperencanaanini,bangunanpelimpahyangakan direncanakan adalah ambang berbentuk bendung pelimpah. Bangunan pelimpah biasanya terdii dari empat bagian utama yaitu: 1.Saluran pangarah aliran2.Saluran pengatur aliran 3.Saluran peluncur 4.Peredam energi 5.4.1.Saluran Pengarah aliran Saluranpengarahalirandimaksudkanagaraliranairsenantiasadalam kodisihidrolikayang baik dengan mengatur kecepatan alirannya tidak melebihi 4m/det denganlebarsemakinmengecilkearahhilir.Apabilakecepatanaliran melebihi4m/det,makaaliranakanbersifathelisoidaldankapasitasalirannya akanmenurun.Disampingitualiranhelisoidaltersebutakanmengakibatkan peningkatan beban hidrodinamis pada bangunan pelimpah tersebut. Berdasarkanpengujian-pengujianyangadasaluranpengaruhaliran ditentukan sebagai berikut : Gambar 5-13Saluran Pengarah Aliran dan Ambang Pengatur Debit pada Bangunan Pelimpah WHV < 4 m/detVSaluran pengarah aliranAmbang pengatur debitTugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 210JOKO SANTOSOL2A 001 086 Dari analisis data sebelumnya di manadidapat : Ketinggian air di atas mercu H = 183,234 179,245 = 3,989 m Qout yang melewati spillway Q = 95,19 m/det Maka : H W .51>(Sosrodarsono & Takeda, 1978) 989 , 351= W = 0,797 m W dipakai = 2 m> 0,797 m 5.4.2.Saluran Pengatur Aliran 5.4.2.1.Tipe Bendung Pelimpah (over flow weir type) Dipakaitipebendungpelimpahdenganmenggunakanmetodeyang dikembangkanolehU.S.B.R.Darianalisisdatasebelumnya,makahasil perhitungannya adalah sebagaiberikut : Q= Qout lewat spillway= 95,19 m/det L = lebar mercu bendung= 12 m Tinggi tekanan kecepatan aliran di dalam saluran pengarah : Gambar 5-14Saluran Pengarah Aliran dan Ambang Pengatur Debit pada Bangunan Pelimpah VHv

Hedh+183,234 + 179,,245 +177,245Hd Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 211JOKO SANTOSOL2A 001 086 Asumsi Bef = B = 12 m Misal kedalaman air dalam saluran h=5,989 m, maka : Luas penampangbasahdi dalam saluran ini adalah : A = 5,989 x 12 = 71,868 m Kecepatan aliran : = = =868 , 7119 , 95AQV 1,324 m/det Jadi tinggi kecepatan aliran : ( )( )089 , 08 , 9 2324 , 122 2= = =x gVhvm Hd= 183,234 m 179,245 m = 3,989 m Tinggi energi He= Hd + hv= 3,989 m + 0,089 m. = 4,078 m 5.4.2.2.Penampang Bendung BentukdanUkuranCrestSpillwaydihitungberdasarkanCivil Engineering Department US Army US & DSProfile. Rumusyangdigunakan adalah sebagai berikut : 1.Rumus DS Profile y Hd x =85 . 0 85 . 12(Sosrodarsono & Takeda, 1978) 2.Rumus untuk US Profile Hd rHd r20 . 0 250 . 0 1== (Sosrodarsono & Takeda, 1978) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 212JOKO SANTOSOL2A 001 086 Gambar 5-15Koordinat Penampang Memanjang Ambang Pengatur Debit pada Bangunan Pelimpah dimana : US Profile= profil bangunan pelimpah bagian hulu DS Profile= profil bangunan pelimpah bagian hilir x= absis y= ordinat a= 0,175 Hd b= 0,282 Hd Koordinat Lengkung Mercu Spillway Bagian Hilir Penampanglintangsebelahhilirdarititiktertinggimercubendung dapat diperoleh dengan Rumus lengkung Harold sebagai berikut: Rumus lengkung Harold Y h Xd. . 285 . 0 85 . 1=85 . 085 . 1. 2dhXY = Bagian yang lebih ke hilir dari lengkung diteruskan dengan rumus : 85 . 085 . 01.925 . 0XhdY= 176 . 1' . . 096 , 1 Y hd X = titik nol dari koordinatX,Y X1,85= 2Hd 0,85 Y y xporos bendungan He = 4,078Hv = 0,089 b a+ 179,245+ 177,245r2 Hd = 3,989 r1 Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 213JOKO SANTOSOL2A 001 086 Tabel 5.11Koordinat Penampang Ambang Bendung Pelimpah Koordinat Lengkung Koordinat Setelah Lengkung Xyxy 0,280,0140,280,095 0,550,0510,550,172 0,830,1080,830,242 1,100,1841,100,309 1,380,2781,380,374 1,650,3901,650,437 1,930,5181,930,498 2,200,6632,200,558 2,480,8252,480,617 2,751,0022,750,674 3,031,1963,030,731 3,301,4043,300,787 3,581,6293,580,843 3,851,8683,850,898 4,132,1224,130,952 4,402,3914,401,005 Lengkung Mercu Spillway Bagian Hulu Penampanglintangsebelahhuludapatdiperolehdenganrumus sebagai berikut:Untuk r1= 0,5 . Hd= 0,5 . 3,989= 1,994 m a = 0,175 . Hd= 0,175 . 3,989= 0,698 m r2= 0,2 . Hd= 0,2 . 3,989= 0,797 m b= 0,282 . Hd= 0,282 . 3,989= 1,124 m Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 214JOKO SANTOSOL2A 001 086 O = 12,5yCBA8 . 80 m 9. 0 0mM ANM ABS= 1 :1 0 0 . 90 m+1 83 , 23 4+1 79 , 24 5+1 77 , 24 55.4.2.3.Saluran Transisi Saluran transisidiperlukankarena adanya perubahan bentukpenampang saluran pengatur dengan saluran peluncur.Bentuk saluran transisi ditentukan sebagai berikut : Gambar 5-16Skema Bagian Transisi Saluran Pengarah pada Bangunan Pelimpah Dengan ketentuan tersebut diatas dan keadaan topografi yang ada dimana b1 = 12 m, b2 = 8 m maka : y = 2 m l = y/tg = 9 m s = 1 : 10 Gambar 5-17Penampang Melintang Saluran Pengatur (Hasil Analisa) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 215JOKO SANTOSOL2A 001 086 5.4.3.Saluran Peluncur 5.4.3.1.Peralihan Mercu Spillway ke Saluran Peluncur Padaperencanaanbangunanpelimpahantaratinggimercudengan bangunan peredam energi diberi saluran peluncur (flood way). Saluran peluncur iniberfungsiuntukmengalirkanair,agarairyangmelimpahdarimercudapat mengalirdenganlancartanpahambatan-hambatanhidrolis.Untukmencari kedalaman air di bagian kaki spillway, dengan menggunakan rumus : |.|

\| =22 1Hdz g V(Sosrodarsono & Takeda, 1978) BQq =dan 1 Vqyu =dimana : yu= kedalaman air pada bagian kaki spillwayBeff= lebar spillway ( 12 m ) Hd= 3,989 m Q= Qout lewat spillway= 95,19 m/det Misal kedalaman air dalam saluran=5,989 m Dalam kondisi tersebut kecepatan aliran pada lereng bagian hilir spillway tidak dipengaruhi koefisien debit, maka : 196 , 82989 , 3989 , 5 81 , 9 2 1 = |.|

\| = V m/det 608 , 11196 , 819 , 95= = qm2/det Sehingga : 415 , 1196 , 8608 , 11= =uy m Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 216JOKO SANTOSOL2A 001 086 5.4.3.2.Perhitungan Saluran Peluncur Dataperencanaanyangtelahdiperolehdariperhitungansebelumnya adalah sebagai berikut : -Q outflow = 95,19 m/det a.Kedalaman kritis (Yc) saluran peluncur : gqYc2=706 , 381 , 9608 , 112= = Yc m Bila diperoleh nilai yu = 1,415 m Maka : yu < Yc, berarti aliran yang terjadi adalah aliran super kritis. b.Kecepatan kritis (Vc) YcqVc =132 , 3706 , 3608 , 11= = Vc m/det Saluran peluncur direncanakan dengan penampang berbentuk segi empat untukalirankritismaupunnonkritis,saluranpeluncurdirencanakandengan kemiringansepertiterterapadagambar5.18kearahhilirhinggaberakhirnya spillway. Saluran peluncur direncanakan dengan kemiringan saluran sebesar 1/2 kearahhilirhinggaberakhirnyaspillway.Saluranpeluncurinidisambung dengan bangunan peredam energi ( energy dissipater ). Saluran peluncur dalam perencanaan ini dibentuk sebagai berikut : Tampak atas lurus. Penampang melintang berbentuk segi empat. Kemiringan diatur sebagai berikut : 25mtahappertamadengankemiringan=0,25denganlebarsaluran=8m, kemudian20mtahapkeduadengankemiringan=0,25tetapipenampang melebar dari 8 m menjadi 10,4 m. Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 217JOKO SANTOSOL2A 001 086 6.25020.000 25.000SALURAN PELUNCUR41PENAMPANG LURUSPENAMPANG TEROMPET Gambar 5-18Penampang Memanjang Saluran Peluncur (Hasil Analisa) Bagianyangberbentukterompetpada ujungsaluranpeluncurbertujuan agaralirandarisaluranpeluncuryangmerupakanaliransuperkritisdan mempunyaikecepatantinggi,sedikitdemisedikitdapatdikurangiakibat melebarnya aliran dan aliran tersebut menjadi semakin stabil. 8 m20 m10.40 m Gambar 5-19Bagian Berbentuk Terompet pada Ujung Hilir Saluran Peluncur Bagianyangberbentukterompetpada ujungsaluranpeluncurbertujuan agaralirandarisaluranpeluncuryangmerupakanaliransuperkritisdan mempunyaikecepatantinggi,sedikitdemisedikitdapatdikurangiakibat melebarnya aliran dan aliran tersebut menjadi semakin stabil. Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 218JOKO SANTOSOL2A 001 086 5.4.4.Rencana Teknis Hidrolis 9.00 mCBA8.80 mMANMAB + 183.234+ 177.245+ 179.24525.00 m 20.00 mDE+ 175.745+ 174.845+ 170.395+165.395 Gambar 5-20Potongan Memanjang Spillway (Hasil Analisa) Garisdasarsaluranditentukandenganperhitunganhidrolikyangdilakukan dengan rumus Bernoulli sebagai berikut : Gambar 5-21Skema Penampang Memanjang Aliran pada Saluran V1hd11hv1ll1V22hd2h1hv2hLTugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 219JOKO SANTOSOL2A 001 086 Elevasi ambang hilir = elevasi ambang udikeh hdgVhdgV+ + = +2221212 2 (Sosrodarsono & Takeda, 1978) gVhV2211 =gVhV2222 =1342 2 2122..2 2lRV ngVgVheA + + =342 2.RV nS =1. l S hLA = 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 Al1: panjang lereng dasar diantara bidang-1 dan bidang-2 Al: 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 = 0,013 Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 220JOKO SANTOSOL2A 001 086 Di titik A: Kecepatan aliran V= 1,324 m/det (V1) Luas tampang hidrolis A= 71,868m Tinggi tekanan kecepatan aliranhv= 0,089 m= he-hd Tinggi aliranHd= 3,989 m Asumsi Bef B= 12 m Qout lewat spillway= 95,19 m/det Jari-jari hidrolis rata-rata R = A/(2Hd+ B) =3,597 m Dengan menggunakan rumus : Di titik B : Tinggi energi potensial di bidangB= hd + he

= 3,989 + ( 179,245 172,65 ) = 3,989 + 6,595 = 10,584 m l= 8,80 ml1 = 9,432 mDiasumsikan bahwa kecepatan aliran di B (V2) = 8 m/det, maka :Hd2= 2 2.V bQ= 8 1219 , 95 = 0,991 m A2 = 12 x 0,991 = 11,898 m2 R2= ) . 2 (2 2b hdA+ = ( ) 12 991 , 0 2898 , 11+ = 0,850 m Rt= 2624 , 0 597 , 3 += 2,11 m Vt= 28 324 , 1 += 4,662 m/det 1342 2 2122..2 2lRV ngVgVheA + + = = 3,26 + 0,089 + 0,005 = 3,354 Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 221JOKO SANTOSOL2A 001 086 Dengan demikian tinggi tekanan total diperoleh : Hd2 + he = 0,991 + 3,354 = 4,345 m < 10,584 mDicoba lagi dengan asumsi kecepatan aliran yang berbeda : V2Bhd2A2R2RrataVrataHv2hv1hlhe+hd 13120,6107,3220,5540,9967,1628,6140,0890,0829,395 13,883120,5716,8550,5220,9387,6069,8290,0890,10010,584 14120,5676,7990,5180,9317,6629,9900,0890,10310,749 Dari hasil perhitungan di atas dengan V = 13,883 m/det didapatkan hd+he = 10,584 m ~ 10,584 m (sesuai dengan asumsi yang diambil), maka:he = (he+hd) hd2= 10,584 m 0,571 = 10,013 m hv = he hl= 10,013 0,100 = 9,913 m Froude number pada titik B adalah : Fr= 22.hd gV(Sosrodarsono & Takeda, 1978) = 571 , 0 * 81 , 9887 , 13 = 5,867 Di titik C : Tinggi energi potensial di bidangC= hd + he

= 3,989 + (179,245 171,75 ) = 3,989 + 7,495 = 11,484 m l= 17,8 ml1 = 18,476 mDiasumsikanbahwakecepatanalirandiCberturut-turutsesuaitabel sehingga didapatkan :V2Bhd2A2R2RrataVrataHv2hv1hlhe+hd 14120,5676,7990,5180,9317,6629,9900,0890,20210,847 14,437120,5476,5580,5010,9017,92010,7380,0890,22111,484 15120,5296,3460,4860,8748,16211,4680,0890,24912,335 Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 222JOKO SANTOSOL2A 001 086 Dari hasil perhitungan di atas dengan V = 14,437 m/det didapatkan hd+he = 11,484 m ~ 11,484 m (sesuai dengan asumsi yang diambil), maka: he = (he+hd) hd2= 11,484 0,547 = 10,937 m hv = he hl= 10,937 0,221 = 10,827m Froude number pada titik C adalah : Fr= 22.hd gV= 547 , 0 * 81 , 914,437=6,232 Di titik D : Tinggi energi potensial di bidangD= hd + he

= 3,989 + (179,245 165,5 ) = 3,989 + 13,745 = 17,734 m l= 42,8 ml1 = 44,245 mDiasumsikanbahwakecepatanalirandiDberturut-turutsesuaitabel sehingga didapatkan : V2Bhd2A2R2RrataVrataHv2hv1hlhe+hd 17120,4675,5990,4330,7799,16214,7300,0890,87616,162 17,821120,4455,3410,4140,7459,57316,1870,0891,01417,735 18120,4415,2880,4110,7389,66216,5140,0891,04618,090 Dari hasil perhitungan di atas dengan V = 17,821 m/det didapatkan hd+he = 17,735 m ~ 17,734 m (sesuai dengan asumsi yang diambil), maka: he = (he+hd) hd2= 17,735 0,445 = 17,290 m hv = he hl= 17,290 1,014 = 14,138 m Froude number pada titik D adalah : Fr= 22.hd gV= 445 , 0 * 81 , 917,735=8,488 Di titik E : Tinggi energi potensial di bidangE= hd + he

Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 223JOKO SANTOSOL2A 001 086 = 3,989 + (179,245 160,5 ) = 3,989 + 18,745 = 22,734 m l= 62,8 ml1 = 64,860 mDiasumsikanbahwakecepatanalirandiEberturut-turutsesuaitabel sehingga didapatkan : V2Bhd2A2R2RrataVrataHv2hv1hlhe+hd 19120,4185,0100,3900,70210,16218,4000,0891,81420,720 19,886120,3994,7870,3740,67310,60520,1560,0892,09122,735 20120,3974,7600,3720,66910,66220,3870,0892,12923,002 Dari hasil perhitungan di atas dengan V = 19,886 m/det didapatkan hd+he = 22,735 m ~ 22,734 m (sesuai dengan asumsi yang diambil), maka: he = (he+hd) hd2= 22,735 0,399 = 22,336 m hv = he hl= 22,336 2,091 = 20,245 m Froude number pada titik E adalah : Fr= 22.hd gV= 399 , 0 * 81 , 919,886=10,051 5.4.5.Peredam Energi Bangunanperedamenergidigunakanuntukmenghilangkanatau setidaknya mengurangi energi air yang melimpah dengan energi yang tinggi dari bangunanpelimpahagartidakmerusakbangunanatauinstalasilaindisebelah hilirbangunanpelimpah.Suatubangunanperedamenergiyangberbentuk kolam,dimanaprinsipperedamenerginyayangsebagianbesarterjadiakibat proses pergesekan di antara molekul-molekul air, sehingga timbul olakan-olakan di dalam kolam tersebut dinamakan peredam energi tipe kolam olakan. Dalam perencanaan dam ini menggunakan bangunan peredam energi tipe kolam olak USBR. Penggolongan tipe kolam olak USBR adalah : USBR I: Bilangan Froude < 4,5 USBR II: Bilangan Froude > 4,5 dengan kecepatan < 15 m/detik Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 224JOKO SANTOSOL2A 001 086 USBR III: Bilangan Froude > 4,5 dengan kecepatan > 15 m/detik USBR IV: Bilangan Froude 2,5 < Fr < 4,5 Perhitungan kolam olak digunakan rumus-rumus sebagaiberikut : VqY =Y gVFr= (Sosrodarsono & Takeda, 1978) Dimana : V =Kecepatan awal loncatan (m/dt) g=Percepatan gravitasi=9,81 m/dt B=Lebar saluran=12m Fr=Bilangan froude Y =tinggi konjugasi Perhitungan : V =19,886 m/dtY= Q/B V Y=95,19 / (12 x 19,886)Y= 0,398 m Fr= gYV = 19,886 / ( 9,81 . 0,398)0,5 =10,051 Tipe kolam olak yang digunakan ditentukan berdasarkan nilai Fr dan V. Fr= 10,051 V= 19,886 m/det Digunakan kolam olak USBR III dengan dimensi sebagai berikut Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 225JOKO SANTOSOL2A 001 086 Gambar 5-22Bentuk Kolam Olakan aPanjang kolam olakan UkuranpanjangkolamolakantergantungpadabilanganFroude aliranyangakanmelintasikolamtersebut.KarenaFroudenumber>4,5 maka digunakan kolam olak type USBR type III. Gambar 5-23Panjang Loncatan Hidrolis pada Kolam Olakan Datar Kondisi sesungguhnya pada kolam olakan type I Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 226JOKO SANTOSOL2A 001 086 d1d1d10.5d1h30.3h3h30.5h30.75h30.8d2Kondisi sesungguhnya pada kolam olakan type II -Kondisi sesungguhnya pada kolam olakan type III -Dengan Fr = 10,051, dari grafik didapatkan nilai L/d2 = 2,7 -D2/D1= 0,5 x( ) 1 8 121 + F(Sosrodarsono & Takeda, 1978) -D2/0,398= 0,5 x) 051 , 10 . 8 1 (2+-1-D2= 5,262 m -L= 2,7 x 5,262 = 14,209 m ~ dipakai 15 m bGigi-gigipemencaraliran,gigi-gigibenturandanambangujunghilir kolam olakanGigi-gigipemencaraliranyangberfungsisebagaipembagiberkas aliranterletakdiujungsaluransebelummasukkedalamkolamolakan. Sedangkangigi-gigibenturanyangberfungsisebagaipenghadangaliran sertamendeformirloncatanhidrolismenjadipendekterletakpadadasar kolamolakan.Adapunambangujunghilirkolamolakandibuatratatanpa bergerigi. Gambar 5-24Ukuran gigi-gigi pemencar dan gigi-gigi benturan aliran 1.Dimensi kolam olakanUkuran kolam olakan adalah10,40 m x 15 m Ukurangigi-gigipemencaraliranadalahDl=0,398m0,4m, karenalebarujungsaluranpeluncuradalah10m makajumlahgigi-gigidibuat= 25 buah@40cm, jarakantaragigi-gigi=40cmdan jarak tepi ke dinding masing-masing = 40 cmcek jumlah jarak =13 x 0,4+ 12 x 0,4 + 2 x 0,4 = 10,40 m Ukurangigipembenturalirandenganmengacupadagambar5.25 didapatkannilaih3/D1 = 2,4 h3 = 2,4 x 0,398 = 0,955 0,93 m, Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 227JOKO SANTOSOL2A 001 086 karena lebar kolam olakan adalah 15 m maka jumlah gigi-gigidibuat = 9 buah @ 0,95 m, jarak antara gigi-gigi = 0,75 x h3 = 0,75 x 0,95 = 0,712 m 0,7 m dan jarak tepi ke dinding masing-masing = 0,5 x h3 = 0,5 x 0,95 = 0,475 m 0,5 m. cek jumlah jarak =9 x 0,93 + 8 x 0,7 + 2 x 0,5 = 15,00 m. Ukuranambangujunghilirkolamolakandenganmengacupada gambar5.25didapatkannilaih4/d1=1,50h4=1,50x0,398= 0,597 m dengan kemiringan 1 : 2 Jarak antaragigi-gigi pemencar alirans/d gigi-gigi benturan (tepike tepi) adalah : 0,8 d2 = 0,8 x 5,262 = 4,209 m Gambar 5-25Tinggi Gigi Benturan dan Ambang Hilir pada Kolam Olakan Datar Type III 2.Tinggi jagaan Tinggijagaanpadabangunanpelimpah(spillway)dihitungdengan menggunakan rumus sebagai berikut : Fb = C . V . d (Sosrodarsono & Takeda, 1978) atau Fb = 0,6 + 0,037 . V. 31dFb minimal= 0,5 s/d 0,6 m di atas permukaan al Fb=tinggi jagaan C=koefisien=0,1untukpenampangsaluranberbentuk persegi panjang dan 0,13 untuk penampang berbentuk trapesium V =kecepatan aliran (m/det) d =kedalaman air di dalam saluran (m) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 228JOKO SANTOSOL2A 001 086 Tinggi jagaan pada kolam olakan adalah sebagai berikut : d2 =5,262 m b = 10 m A = 5,262. 10,4 = 54,724 m V = Q/A = 95,19/54,724 = 1,739 m/det Tinggi jagaan : Fb = 0,10 . 1,739 .5,262 Fb = 0,915 Atau Fb = 0,6 + (0,037 . 1,739 . 5,2621/3) Fb = 0,71 m Dipakai nilai tertinggi yaitu Fb = 0,915 m Fb = 1,00 m 5.5.ANALISIS STABILITAS BANGUNAN PELIMPAH Perhitungan stabilitas konstruksi bangunan pelimpah ditinjau dengan dua kondisi sebagai berikut: 1.Kondisi muka air normal -Akibat Berat Sendiri Rumus : = Vol GDimana : G=Berat konstruksi (ton) V=Volume (m3) =Berat jenis pasangan batu (2,2 ton/m3) JarakditinjauketitikGselanjutnyaperhitungandisajikandalamtabel berikut : Tabel 5.12Perhitungan Gaya Akibat Berat Sendiri NoXY G =vol . jarakmomen (ton)(m)(ton m) G12,002,002,28,801,008,80 G26,001,002,212,105,0060,5 G36,004,002,226,406,00158,4 G41,001,002,21,105,876,45 Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 229JOKO SANTOSOL2A 001 086 NoXY G =vol . jarakmomen (ton)(m)(ton m) G52,601,002,25,727,5042,90 G61,604,502,215,848,30131,47 G71,600,502,21,178,039,43 Jumlah71,13362,13 (sumber: perhitungan) -Akibat Gaya Gempa Gaya akibat beban gempa berupa gaya horizontal (He) dan momen (M), besarnya : G E He =Dimana E adalah koefisien gempa = 0,14 Tabel 5.13Gaya Akibat Gaya Gempa No Berat bangunan EGayajarakmomen (ton) Horizontal (m)(ton m) (He=G.0,14) G18,800,141,231,001,23 G212,100,141,694,758,05 G326,400,143,704,0014,78 G41,100,140,155,870,90 G55,720,140,807,506,01 G615,840,142,228,3018,41 G71,170,140,168,031,32 9,96 50,70 (sumber: perhitungan) -Akibat Gaya Angkat (Uplift Pressure) Tekanan air tanah (Px) dihitung dengan rumus : H Hx Px =Dimana : Px= tekanan air pada titik x (T/m2) Lx= jarak jalur rembesan pada titik x (m) L= panjang total jalur rembesan (m) Hw = beda tinggi energi Hx = tinggi energi di hulu bendung pada titik x (m) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 230JOKO SANTOSOL2A 001 086 Tabel 5.14Perhitungan Panjang Jalur Rembesan dan Tekanan Air Titik Garis Lane Panjang RembesanH=Lw/Cw HxPx=Hx-H VH1/3HLwCw = 5,98 A0,000,002,002,00 A-B1,00 B1,000,173,002,83 B-C0,250,08 C1,080,183,002,82 CD0,50 D1,580,262,502,24 D-E1,000,33 E1,920,322,502,18 E-F0,50 F2,420,403,002,60 F-G0,500,17 G2,580,433,002,57 G-H0,50 H3,080,522,501,98 H-I1,000,33 I3,420,572,501,93 I-J0,50 J3,920,653,002,35 J-K0,500,17 K4,080,683,002,32 K-L0,50 L4,580,772,501,73 L-M1,000,33 M4,920,822,501,68 M-N3,00 N7,921,325,003,68 N-O2,600,87 O8,781,475,003,53 O-P1,00 P9,781,644,002,36 P-Q3,201,07 Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 231JOKO SANTOSOL2A 001 086 Titik Garis Lane Panjang RembesanH=Lw/Cw HxPx=Hx-H VH1/3HLwCw = 5,98 Q10,851,814,002,19 Q-R1,00 R11,851,985,003,02 R-S2,000,67 S12,522,095,002,91 S-T1,50 T14,022,343,751,41 T-U25,008,33 U22,353,743,750,01 U-V0,50 V22,853,824,250,43 V-W0,250,08 W22,933,834,250,42 W-X1,00 X23,934,003,25-0,75 Jumlah11,5037,3012,43 (sumber: perhitungan) Angka rembesan (Cw) = HwLh Lv31+ = 443 . 12 50 . 11 += 5,98 Tabel 5.15Perhitungan Gaya Angkat GayaLuas x Tekanan Gaya Vertikal Jarak Momen Vertikal (ton)(m)(ton m) U1(2,6.3,53)+(0,5.3,53.(3,68-3,53))9,3727,5070,287 U2(1.2,36)+(0,5.1.(3,53-2,36))2,9481,103,243 U3(3,2.2,19)+(0.5.3,2.(2,36-2,19))7,2824,7534,592 U4(2.2,91)+(0,5.2.(3,02-2,91))5,9281,005,928 Jumlah25,530114,049 Tabel 5.16Perhitungan Gaya Hidrostatis GayaLuas x Tekanan Gaya Horizontal Jarak Momen Vertikal (ton)(m)(ton m) W10,5.2.22,0004,178,333 Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 232JOKO SANTOSOL2A 001 086 GayaLuas x Tekanan Gaya Horizontal Jarak Momen Vertikal (ton)(m)(ton m) W23.1,685,0351,507,552 0,5.3.(3,68-1,68)2,9981,002,998 W31.2,36-2,3650,50-1,182 0,5.1.(3,53-2,36)-0,0720,33-0,024 W41.2,192,1870,501,093 0,5.1.(3,02-2,19)0,4160,330,139 W50,5.1.0,420,2091,330,278 Jumlah10,40719,187 -Akibat Tekanan TanahBerdasarkandatapenyelidikantanahdarilaboratorium mekanikatanahTeknikSipilUndipmenghasilkanparametertanah berupa, () = 18, (sat)= 1,7125 T/m3. Tekanantanah dihitung dengan rumus sebagai berukut : 221H Ka sat Pa = (Penerbit Gunadarma,1997) Dimana : Ka=)245 ( tan2 | =)21845 ( tan2 = 0,528 Pa= 221H Ka sat = 23 528 . 0 7125 . 121 =9,12 T/m2 Tabel 5.17Perhitungan Tekanan Tanah GayaLuas x Tekanan Gaya horizontalJarak Momen vertikal (ton)(m)(ton m) Pa0,5.9,12.3,515,961,1718,62 Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 233JOKO SANTOSOL2A 001 086 GayaLuas x Tekanan Gaya horizontalJarak Momen vertikal (ton)(m)(ton m) Jumlah15,9618,62 Tabel 5.18Resume Gaya-gaya pada Kondisi Normal No.Jenis Gaya GayaMomen V (ton)H (ton) MV (ton m) MH (ton m) 1Berat sendiri71,133362,126 2Gempa9,95950,698 3Uplift Pressure25,530114,049 4Hidrostatis10,40719,187 5Tekanan Tanah15,96418,625 Jumlah96,66336,330476,17688,509 -Kontrol Stabilitas Pada Kondisi Normal a.Terhadap Guling 5 . 1 > =MHMVSf(KP-02, 1986) 5 . 1509 . 88176 . 476> == 5,38 > 1,5 (aman) Dimana : Sf= faktor keamanan MV = jumlah momen vertikal MH = jumlah momen horizontal b.Terhadap Geser 5 . 1 > =RHRVf Sf(KP-02, 1986) = 5 . 1330 . 36663 . 9675 . 0 > = 2,00>1,5 (aman) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 234JOKO SANTOSOL2A 001 086 Dimana : Sf= faktor keamanan RV = jumlah gaya vertikal RH= jumlah gaya horizontal f= 0,75c.Terhadap Eksentrisitas =RVMH MVa(KP-02, 1986) =663 . 96509 . 88 176 . 476 = 4,01 6)2(BaBe < =e =( ) 01 . 427= -0,51 < 1,17 (aman) d.Terhadap Daya Dukung Tanah Dari data tanah pada lokasi dam diperoleh : = 1,7125 T/m3 c= 1,6 = 18 Dari grafik Terzaghi diperoleh : Nc= 15,78 Nq = 6,2 N= 4 B= 7 m Rumus daya dukung tanah Terzaghi adalah sebagai berikut : N B Nq Nc c qult . . . 5 , 0 . . + + = (Penerbit Gunadarma,1997) = 1,6.15,78+1,7125.6,2+0,5.1,7125.7.4 = 59,84 T/m2 2/ 95 . 193m Tqultqall = =( )( )BeBRV 61 = t( ) ( )277 . 761 maxmkNBeBRV= + = t < qall (aman) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 235JOKO SANTOSOL2A 001 086 ( ) ( )285 . 1961 minmkNBeBRV= = t < qall (aman) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 236JOKO SANTOSOL2A 001 086 Gambar 5-26Panjang Jalur Rembesan dan Tekanan Air +179.25 +175.25 Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 237JOKO SANTOSOL2A 001 086 Gambar 5-27Diagram Kondisi Air Normal Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 238JOKO SANTOSOL2A 001 086 2.Kondisi muka air banjir Padasaatbanjirgaya-gayayangbekerjaadayangmengalami perubahan seperti gaya tekan ke atas (Uplift Pressue) dan hidrostatis -Gaya Tekan ke atasTabel 5.19Perhitungan Panjang Jalur Rembesan dan Tekanan Ai Banjir Titik Garis Lane Panjang RembesanH=Lw/Cw Hx Px=Hx-H VH1/3HLwCw = 2.96 A0,000,005,995,99 A-B1,00 B1,000,336,996,66 B-C0,250,08 C1,080,366,996,63 CD0,50 D1,580,536,495,96 D-E1,000,33 E1,920,646,495,85 E-F0,50 F2,420,816,996,18 F-G0,500,17 G2,580,866,996,13 G-H0,50 H3,081,036,495,46 H-I1,000,33 I3,421,146,495,35 I-J0,50 J3,921,316,995,68 J-K0,500,17 K4,081,366,995,63 K-L0,50 L4,581,536,494,96 L-M1,000,33 M4,921,646,494,85 M-N3,00 N7,922,648,996,35 N-O2,600,87 O8,782,938,996,06 O-P1,00 Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 239JOKO SANTOSOL2A 001 086 Titik Garis Lane Panjang RembesanH=Lw/Cw Hx Px=Hx-H VH1/3HLwCw = 2.96 P9,783,277,994,72 P-Q3,201,07 Q10,853,627,994,37 Q-R1,00 R11,853,968,995,03 R-S2,000,67 S12,524,188,994,81 S-T1,50 T14,024,687,743,06 T-U25,008,33 U22,357,467,740,28 U-V0,50 V22,857,638,240,61 V-W0,250,08 W22,937,668,240,58 W-X1,00 X23,937,997,24-0,75 Jumlah11,5037,3012,43 (sumber : perhitungan) Akibat kondisi banjir : 1.Muka air hulu= +183,234 m 2.Bagian hilir= +175,25 m 3.Hw= 183,234 - 175,25 = 7,989 m 4.Cw= 96 . 2989 . 743 . 12 5 . 11=+ Tabel 5.20Perhitungan Gaya Angkat GayaLuas x Tekanan Gaya Vertikal Jarak Momen Vertikal (ton)(m)(ton m) U1(2.6.6,06)+(0.5.2.6.(6,35-6,06))16,1257,50120,934 U2(1.4.72)+(0.5.1.(6.06-4.72))5.3901.105.929 U3(3,2.4,37)+(0,5.3.2.(4,72-4,37))14,5454,7569,088 U4(2.4,81)+(0,5.2.(5,03-4,81))9,8441,009,844 Jumlah50,904205,796 Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 240JOKO SANTOSOL2A 001 086 Tabel 5.21Perhitungan Gaya Hidrostatis GayaLuas x Tekanan Gaya Horizontal Jarak Momen Vertikal (ton)(m)(ton m) W10,5.5,99.5,9917,9345,5098,572 W23.4,8514,5431,5021,815 0,5.3.(6,35-4,85)2,2481,002,248 W31.4,72-4,7230,50-2,362 0,5.1.(6,06-4,72)-0,1450,33-0,048 W41.4,374,3670,502,184 0,5.1.(5,03-4,37)0,3330,330,111 W50,5.1.0,580,2921,330,389 Jumlah34,850122,909 Tabel 5.22Resume Gaya-gaya pada Kondisi Banjir No.Jenis Gaya GayaMomen V (ton)H (ton) MV (ton m) MH (ton m) 1Berat sendiri71,133362,126 2Gempa9,95950,698 3Uplift Pressure50,904205,796 4Hidrostatis34,850122,909 5Tekanan Tanah15,96418,625 Jumlah122,03760,772567,922192,231 -Kontrol Stabilitas Pada Kondisi Banjir a.Terhadap Guling 5 , 1 > =MHMVSf(KP-02, 1986) = 5 , 1231 . 192922 . 567>= 2,95 > 1,5 (aman) Dimana : Sf= faktor keamanan MV = jumlah momen vertikal MH = jumlah momen horizontal Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 241JOKO SANTOSOL2A 001 086 b.Terhadap Geser 5 . 1 > =RHRVf Sf(KP-02, 1986) =5 . 1772 . 60037 . 12275 . 0 > = 1,51 >1,5 (aman) Dimana : Sf= faktor keamanan RV = jumlah gaya vertikal RH = jumlah gaya horizontal f= 0,75 (Joetata dkk, 1997) c.Terhadap Eksentrisitas =RVMH MVa(KP-02, 1986) = 037 . 122231 . 192 922 . 567 = 3,08 6)2(BaBe < =( ) 08 . 327 = e= 0,42 < 1,17 (aman) d.Terhadap daya Dukung Tanah Dari data tanah pada lokasi dam diperoleh : = 1,7125 T/m3 c= 1,6 = 18 Dari grafik Terzaghi diperoleh : Nc= 15,78 Nq = 6,2 N= 4 B= 7 m Rumus daya dukung tanah Terzaghi adalah sebagai berikut : N B Nq Nc c qult . . . 5 , 0 . . + + = (Penerbit Gunadarma,1997) = 1,6.15,78+1,7125.6,2+0,5.1,7125.7.4 = 59,84 T/m2 Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 242JOKO SANTOSOL2A 001 086 2/ 95 . 193m Tqultqall = =( )( )BeBRV 61 = t( ) ( )288 . 1961 maxmkNBeBRV= + = t< qall (aman) ( ) ( )256 . 1261 minmkNBeBRV= = t < qall (aman) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078243 JOKO SANTOSOL2A 001 086 Gambar 5-28Diagram Kondisi Air Banjir Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078244 JOKO SANTOSOL2A 001 086 5.6.PERENCANAAN PIPA PESAT (PENSTOCK) Data design : Material pipa pesat=plat baja Tegangan ijin : - Tarik dan tekan = 1200 kg/cm2 - Geser= 750 kg/cm2 Efisiensi sambungan 1as = 0,85 Korosi ijin = 2 mm Beban rencana : - Tinggi terjun maksimum= 18.24 m - Tinggi terjun design= 14.25 m 5.6.1.Dimensi Pipa Pesat a.Diameter pipa pesat Dihitung dengan Gordon dan Penman : Q andalan= Debit air= 0.113 m3/det Do = 0,72 * (Qair)0.5 = 0,72*(0.113)0.5 = 0.242 m = 24.2 cm Direncanakan diameter pipa pesat 25 cm b.Tebal plat pipa pesat cq o+||.|

\|=*Do * Pto(Mosonyi,1991) Di mana: to = Tebal plat (mm) P = Tekanan air dalam pipa pesat (kg/cm2) =0,1 * Hdyn = 0,1*(1,2*Ho) Ho = Tinggi terjun desain maksimum = 18.24 m o = Tegangan ijin plat baja (= 1300 kg/cm2) = Efisiensi sambungan las (0,85) = Korosi plat yang diijinkan (1 - 3 mm), diambil 2 mm. Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078245 JOKO SANTOSOL2A 001 086 PerhitunganP=0,1 * (1,2*18.24)= 2.19 kg/cm2 20,85 * 1300 * 2250 * 2.19to + |.|

\|= = 2,49 mmMenurutTechnicalStandardforGatesandPenstocktebalplat minimumtidakbolehlebihkecildari6mm,sehinggatebalplatpipapesat yang dipakai adalah 6 mm. 5.6.2.Stabilitas Pipa Pesat Tekanan air maksimum akibat Water Hammer Konstanta Allievi 1Ho * g * 2Vo *P >||.|

\|=o (Mosonyi,1991) ||.|

\|=241Do * * VotQ (Mosonyi,1991) Di mana : = Kecepatan rambat gelombang tekanan (m/dt) Ho = Tekanan Hidrostatis (m) Vo = Kecepatan rata-rata dalam aliran (m/dt) Rumus pendekatan 2 1* 501000 ((

+=toDoko(Mosonyi,1991) dengan harga k = 0,5 untuk baja k = 1 untuk besi tuang perhitungan : Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078246 JOKO SANTOSOL2A 001 086 2 1006 , 0250 . 0* 5 . 0 501000 ((

+= o= 31,46 m/dt ||.|

\|t=2410.250 * *113 . 0Vo = 2.4580 m/dt |.|

\|=18.24 * 9.81 * 2.4580 2 * 31,46PP=0,216 < 1....AMAN !!!!! KarenaP 1c. Waktu penutupan minimal (Tf) 2TrH/HrTw Tf|.|

\|+|.|

\|A = Kc(Mosonyi,1991) syarat Tf > 3 . Tr Kc = faktor koreksi turbin = 3,7 2TrH/HrTw Tf|.|

\|+|.|

\|A = KcTf = 141,725 detik > 3 . 0,0297.........Aman! 5.7.5.Pemilihan Tipe Turbin Data-data : Hnetto = 18.126 m Q= 0,113 m3/dt Pt= 17,08 kWatt Ns= 42,281 Tabel 5.23Kecepatan Spesifik Untuk Bermacam-macam Tipe Turbin Type of runnerNs (Specific speed) (rpm) Pelton Turgo Cross Flow Francis Propeller and Kaplan 12-30 20-70 20-80 80-400 340-1000 Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078254 JOKO SANTOSOL2A 001 086 DenganNs=42.281rpm,makadaritabeldiatasdapat diketahuibahwatipe turbin yang dipakai adalah tipe turbin Cross Flow 5.8.GENERATOR 5.8.1.Jenis Dan Tipe Generator Pemilihan generator tergantung pada kecepatan putar generator : a. Generator dengan kecepatan putar rendah Biasanya berukuran besar, berat dengan efisiensi rendah b. Generator dengan kecepatan putar tinggi Berukuran lebih kecil, lebih ringan dengan efisiensi lebih kecil Sedangkankecepatanputargeneratordipengaruhiolehkecepatanputar turbin.Jumlah kutub magnetik pada generator dihitung dengan rumus : P = (60.f)/N Di mana: P = Jumlah kutub magnetik generator f = Frekuensi generator N = Kecepatan putar generator N generator dianggap sama dengan N turbin = 382,630 rpm Frekuensi generator yang tersedia dipasaran adalah 50-60 Hz , maka diambil50 Hz P = (60. 50)/ 382,630 P = 7,84 = 8 buah Generatoryangdipilihadalahgeneratordengandaya22kVA, kecepatan putar generator 382,630 rpm dengan faktor daya 0,8. Daya keluar generator 230/400 Volt. Klasifikasi lengkap yang dipilih sebagai berikut : Kapasitas= 22 kVATegangan= 230/400 VoltKecepatan putar= 382,630 rpm Faktor daya= 0,8 Frekwensi=50 Hz Jumlah kutub magnetik= 8 buah. Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078255 JOKO SANTOSOL2A 001 086 5.8.2.Daya yang Dihasilkan PLTMH Dayayangdapatdipakaidiperhitungkanterhadapoverallefisiensi (EOV) di mana overall efisiensi tersebut dirumuskan sebagai : Pkeluar = 9,81.:Qr . Hn.EOV (kW) Pkeluar = 9,81 . Qr . Hn. Et . Eg . Es . Etr . Ets Di mana : Qr = debit aliran = 0,113 m3/det Hn = tinggi jatuh bersih = 18,126 Et= effisiensi turbin = untuk turbular turbin = 0,85 Eg = effisiensi generator = untuk daya 100% = 0,90 Es= effisiensi speed increaser = untuk beban 100% = 0,96 Etr = effisiensi transformator = untuk beban 100% = 0,98 Ets = effisiensi transmisi putar = untuk beban 100% = 0,98 Perhitungan : Pkeluar = 9,81 . 0,113 . 18,126 . 0,85 . 0,9 . 0,96 . 0,98 . 0,98 Pkeluar = 14,172kWatt 5.9.POWER HOUSE Powerhouseadalahbangunantempatpengendaliankeseluruhanoperasi PLTMHyangdidalamnyaterdapatinstalasi-instalasilistriksepertigenerator, turbindankantor.Powerhouseyangdirencanakanmempunyaipanjang12,5m, lebar 21 m, dan di bawah bangunan terdapat sarana saluranyang mengalirkan air dariturbinkesaluranpembuangan.Sedangkanbahanyangdigunakansebagai strukturadalahK250,untukatapdigunakanasbesbergelombangdengankuda-kuda dari rangka baja dan pondasi setempat. 5.10. SALURAN PEMBUANGAN (TAIL RACE) Saluran pembuangan ini berfungsi untuk mengalirkan debit air yang keluar dariturbinairuntukkemudiandibuangkesungai.Saluraninidimensinyaharus samaataulebihbesardaripadasaluranpemasukanmengingatadanya kemungkinanperubahanmendadakdaridebitturbinair.Rumusuntuk mendimensi saluran ini sama dengan rumus untuk mendimensi saluran pemasukan yaitu : Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078256 JOKO SANTOSOL2A 001 086 Q = A. V PAR =(C.D. Soemarto,1999) V = l/n . R2/3.I1/2 Di mana : Q = V.A = Debit airA = Luas pcnampang basah V = Kecepatan air ; V = l/n . R2/3.I1/2 B = Lebar saluran h = Tinggi air P = Keliling basah R = A/P =Jari-jari hidrolis n = Koefisien manning = 0,030 I= Kemiringan dasar saluran = 0,0035 Perhitungan : A= b.h , dimana : b = 2h A = 1,5.h2 P = 2 . h + b = 3,5 h R = A / P = 1,5 . h2 / (3,5.h) = 0,429 . h V = l/n . R2/3.I1/2 V = 1/0,030 . (0,429 . h)2/3 . 0,00350,5 = 1,122 . h2/3 Q = A . V = 1,5 . h2 . 1,122 . h2/3

= 1,683. h8/3 0,113= 1,683. h8/3 h = 0,36 m 1 m jika h = 1m, maka b =2h = 2.1 = 2 m 5.11. PERENCANAAN PINTU PENGATUR 5.11.1. Dimensi Profil Horisontal dan Vertikal Pada Pintu Padapintusorong,tekananairharusditeruskankesponning,pintu direncanakansedemikianrupasehinggamasing-masingprofilmelintang (horisontal) mampu menahan tekanan hidrostatis dan meneruskannya ke sponning, agarpelaksanaanpembuatanpintulebihmudahdan ekonomismakaperhitungan Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078257 JOKO SANTOSOL2A 001 086 Ver ti k alHo ri s on t al0 , 50, 2 50, 2 5P2P1h 2h 1hdimensiprofilberdasarkanpadajarakantarprofiltetapdanmomenmaksimal yang terjadi. Diketahui :Tinggi pintu = 50 cm Lebar pintu = 50 cm Bahan daun pintu = plat baja Tegangan ijin baja = 1300 kg/cm2 air = 1 ton/m3 Gambar 5-29Dimensi Pintu Pengatur a.Profil Horisontal P1 = . air.(h12-h2).c P2 = . air.(h22-h12).c Q = P/L M = 1/8.qL2 W = M/1 Di mana :P = Besar tekanan air (T) air = Berat jenis air h= Kedalaman muka air c = Jarak antar profil q = Beban merata yang bekerja pada profil (T/m) M= Momen yang bekerja pada profil (Tm) L = Panjang profil (m) W = Modulus penampang pada profil (cm3) 1 = Tegangan ijin baja Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078258 JOKO SANTOSOL2A 001 086 Perhitungan :P1 = 0,5.1,00.(0,752- 0,52).0,5 = 0,078 ton q1 = 0,078/0,5 = 0,156 ton/m M1= 1/8.0,156.0,52 = 0,005 tm = 487,500 kgcm W1= 487,500/1300 = 0,375 cm3 P2= 0,5.1,00.(1,02-0,752).0,5 = 0,109 ton q2 = 0,109/0,5 = 0,218 ton/m M2= 1/8 .0,218.0,52 = 0,007 tm = 681,250 kgcm W2= 681,250/1300 = 0,524 cm3 Profil horisontal 1 dan 2 digunakan profil [3 Wx = 4,26 cm3 Ix = 6,39 cm4 E = 2,1.106 b.Profil Vertikal Pendimensianmenyesuaikanprofilhorisontalyaitu:bagiantepi menggunakan profil [ 3 c.Syarat Kontrol Lendutan f