Lampiran 2.1PERENCANAAN BANGUNAN UTAMA

1. INTAKE dan BANGUNAN PEMBILAS INTAKE

1.1 Hitungan Dimensi Intake

Intake Kanan

Kebutuhan pengambilan rencana untuk bangunan pengambilan (Qi) adalah 2,38 m3/dt.

Dengan adanya kantong lumpur debit rencana pengambilan ditambah 20%, sehingga debit rencana

pengambilan menjadi:

Qrencana = 1,2 x 2,38 = 2,86 m3/dt.

Kecepatan pengambilan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

V =m √2. g . z

1 =0,8 √2.9 , 81 . z Z =0,08 m

Dengan kecepatan pengambilan rencana 1 m/dt, kehilangan tinggi energi yang diperlukan menjadi

0,08 m.

Berikut (Gambar xx) diperlihatkan dua tipe pintu pengambilan.

Gambar xx Potongan Memanjang Pintu Pengambilan

Elevasi dasar bangunan pengambilan sebaiknya 0,2 m diatas muka kantong dalam keadaan penuh,

guna mencegah pengendapan partikel sedimen di dasar pengambilan itu sendiri.

Dengan menggunakan ukuran pintu yang ada dipasaran (Lihat Tabel xx), maka dimensi pintu dan

bukaannya dapat diketahui sebagai berikut:

Tabel xx Dimensi Pintu Air

Jenis PintuUkuran daun pintu Tinggi

gawangBahan

Tinggi Lebar Tebal

PINTU TARIK : 200 mm 200 mm 6 mm 1.100 mm Besi300 mm 300 mm 6 mm 1.100 mm Besi400 mm 300 mm 6 mm 1.100 mm Besi

PINTU ULIR : 400 mm 400 mm 6 mm 1.600 mm Besi500 mm 500 mm 6 mm 1.600 mm Besi600 mm 600 mm 8 mm 1.600 mm Besi700 mm 700 mm 8 mm 1.600 mm Besi800 mm 800 mm 8 mm 1.600 mm Besi

PINTU ULIR : 800 mm 1.000 mm 60 mm 2.500 mm Kayu jati(1 Stangdrat) 900 mm 100 mm 60 mm 2.500 mm Kayu jati

1.100 mm 1.200 mm 60 mm 2.750 mm Kayu jati1.000 mm 1.500 mm 60 mm 2.750 mm Kayu jati

PINTU ULIR : 1.100 mm 1.750 mm 80 mm 3.000 mm Kayu jati(2 Stangdrat) 1.200 mm 1.800 mm 80 mm 3.000 mm Kayu jati

1.400 mm 2.000 mm 80 mm 4.000 mm Kayu jati1.500 mm 2.500 mm 80 mm 4.000 mm Kayu jati

Sumber : SHBJ 2007 DI Yogyakarta

Misalkan, menggunakan pintu dengan;

Jenis pintu = Pintu Ulir 2 Stangdrat

Bahan = Kayu Jati

Lebar pintu (B) = 2,5 m

Tinggi Pintu (h) = 1,5 m

Maka dapat diketahui,

Lebar efektif (b) = Lebar pintu – 2 x Takikan

= 2,5 – 2 x 0,10

= 2,3 m

Dengan menggunakan persamaan Q = μ b a (2gZ)0.5, maka

Tinggi bukakan (a) = Q/ μ b (2gZ)0.5

= 2,86/(0,80.2,3.(2.9,81.0,08) 0.5)

=1,24 m < h ok!

Sehingga digunakan 1 pintu dengan lebar 2,5 m, dan tinggi 1,5 m.

Karena sungai (diasumsikan) mengangkut material pasir dan krikil maka tinggi ambang

pengambilan (pintake) dipakai 1 m.

Intake Kiri

Kebutuhan pengambilan rencana untuk bangunan pengambilan (Qi) adalah 1,59 m3/dt.

Dengan adanya kantong lumpur debit rencana pengambilan ditambah 20%, sehingga debit rencana

pengambilan menjadi:

Qrencana = 1,2 x 1,59 = 1,91 m3/dt.

Kecepatan pengambilan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

V =m √2. g . z

1 =0,8 √2.9 , 81 . z Z =0,08 m

Dengan kecepatan pengambilan rencana 1 m/dt, kehilangan tinggi energi yang diperlukan menjadi

0,08 m.

Berikut (Gambar xx) diperlihatkan dua tipe pintu pengambilan.

Gambar xx Potongan Memanjang Pintu Pengambilan

Elevasi dasar bangunan pengambilan sebaiknya 0,2 m diatas muka kantong dalam keadaan penuh,

guna mencegah pengendapan partikel sedimen di dasar pengambilan itu sendiri.

Dengan menggunakan ukuran pintu yang ada dipasaran (Lihat Tabel xx), maka dimensi pintu dan

bukaannya dapat diketahui sebagai berikut:

Tabel xx Dimensi Pintu Air

Jenis PintuUkuran daun pintu Tinggi

gawangBahan

Tinggi Lebar Tebal

PINTU TARIK : 200 mm 200 mm 6 mm 1.100 mm Besi300 mm 300 mm 6 mm 1.100 mm Besi400 mm 300 mm 6 mm 1.100 mm Besi

PINTU ULIR : 400 mm 400 mm 6 mm 1.600 mm Besi500 mm 500 mm 6 mm 1.600 mm Besi600 mm 600 mm 8 mm 1.600 mm Besi700 mm 700 mm 8 mm 1.600 mm Besi800 mm 800 mm 8 mm 1.600 mm Besi

PINTU ULIR : 800 mm 1.000 mm 60 mm 2.500 mm Kayu jati(1 Stangdrat) 900 mm 100 mm 60 mm 2.500 mm Kayu jati

1.100 mm 1.200 mm 60 mm 2.750 mm Kayu jati1.000 mm 1.500 mm 60 mm 2.750 mm Kayu jati

PINTU ULIR : 1.100 mm 1.750 mm 80 mm 3.000 mm Kayu jati(2 Stangdrat) 1.200 mm 1.800 mm 80 mm 3.000 mm Kayu jati

1.400 mm 2.000 mm 80 mm 4.000 mm Kayu jati1.500 mm 2.500 mm 80 mm 4.000 mm Kayu jati

Sumber : SHBJ 2007 DI Yogyakarta

Misalkan, menggunakan pintu dengan;

Jenis pintu = Pintu Ulir 2 Stangdrat

Bahan = Kayu Jati

Lebar pintu (B) = 2 m

Tinggi Pintu (h) = 1,4 m

Maka dapat diketahui,

Lebar efektif (b) = Lebar pintu – 2 x Takikan

= 2 – 2 x 0,10

= 1,8 m

Dengan menggunakan persamaan Q = μ b a (2gZ)0.5, maka

Tinggi bukakan (a) = Q/ μ b (2gZ)0.5

= 2,86/(0,80.1,8.(2.9,81.0,08) 0.5)

=1,05 m < h ok!

Sehingga digunakan 1 pintu dengan lebar 2 m, dan tinggi 1,4 m.

Karena sungai (diasumsikan) mengangkut material pasir dan krikil maka tinggi ambang

pengambilan (pintake) dipakai 1 m.

Dengan cara yang sama pada perhitungan intake kanan

1.2 Hitungan Dimensi Bangunan Pembilas Intake

Berdasarkan KP-02 (1986), dari pengalaman yang diperoleh dari banyak bendung dan

pembilas yang dibangun. Dinyatakan bahwa, lebar pembilas sebaiknya diambil 60% dari total

pengambilan termasuk pilar-pilarnya.

Pembilas kanan

Sehingga lebar bersih bangunan pembilas ( Bsc ) adalah 0.6 x lebar total pengambilan.

Bsc = 0,6 . (np.Lp +npl.Lpl)

Bsc = 0,6 . (1 . 2,3 + 0 . 0 ) = 1,38 m

Dan untuk pemisah antara pembilas dengan bendung dipakai pilar dengan lebar 2,3 m.

Pembilas kiri

Berdasarkan KP-02 (1986), dari pengalaman yang diperoleh dari banyak bendung dan

pembilas yang dibangun. Dinyatakan bahwa, lebar pembilas sebaiknya diambil 60% dari total

pengambilan termasuk pilar-pilarnya.

Pembilas k iri

Sehingga lebar bersih bangunan pembilas ( Bsc ) adalah 0.6 x lebar total pengambilan.

Bsc = 0,6 . (np.Lp +npl.Lpl)

Bsc = 0,6 . (1 . 1,8 + 0 . 0 ) = 1,08 m

Dan untuk pemisah antara pembilas dengan bendung dipakai pilar dengan lebar 1,8 m.

Cara sama pembilas kiri.

2. BENDUNG2.1 Hitungan Dimensi Mercu Bendung

Elevasi dasar sungai = 125 m

Elevasi muka air rencana di intake= elevasi dasar sungai + lantai dasar pembilas + ambang intake +tinggi bukaan intake (a)

= 125 + 0,2 + 1 + 1,24 = 127,44 m

1. Muka Air Rencana di Intake = 127,44 m

2. Kehilangan tinggi energi pada alat ukur (asumsi) = 0,20 m

3. Kehilangan tinggi energi pada pengambilan saluran primer = 0,10 m (zpengambilan)

4. Kehilangan tinggi energi pada pengambilan = 0,08 m (zintake)

5. Keamanan = 0,10 m +

Elevasi Mercu Bendung = 127, 92 m

Bendung di rencanakan sebagai bendung pasangan batu dengan mercu bulat. Muka hulu

berkemiringan 1 : 0 dan kemiringan hilir 1 : 1.

Lebar Sungai = NIM/100 = 14020/100 = 140,2 m

Lebar antar abutment (B) = lebar sungai – (npembilas.Lpembilas + ∑Lpilar)ka+ki

= 140,2 – (0.6+1,38+2,3+0.6)

= 135,32 m

Tinggi bendung dari dasar sungai (p) = elevasi mercu bendung – elevasi dasar sungai

= 127,92 – 125

= 2,92 m

Dari rumus debit bendung (KP-02,1986), muka air banjir rencana dapat ditentukan :

Qb = Cd.2/3. √23

. g .be.H11,5

dimana: Qb = debit banjir (Q100 = 1340,74 m3/dt)

Cd = koefisisen debit C0.C1.C2. Harga-harga koefisien C0 , C1, C2 dapat

ditentukan dari grafik.

Be = lebar efektif

H1 = tinggi energi hulu

Lebar efektif bendung: Be = B – 2.H1(n.Kp+Ka)

Dimana : B = Lebar antar abutmen bendung

n = jumlah pilar, (tidak ada pilar, n = 1)

Kp = Koefisien kontraksi pilar = 0.1

Ka = Koefisien kontraksi pengkal bendung = 0.01

Asumsi Awal ,

Jari-jari ( r ) mercu bendung = a.H1; a = 0,3 – 0,7 untuk bendung pasangan batu

a = 0,1 – 0,7 untuk bendung beton

digunakan asumsi a = 0,3 dan H1 = 1,5 m didapatkan asumsi jari-jari mercu bendung; r =

1,95 m dan diketahui tinggi bendung (p) = 2,92 m. Maka nilai-nilai C0, C1 dan C2 diketahui

berturut-turut dengan menggunakan Grafik pada Gambar 1, Gamabr 2 dan Gambar 3.

Gambar 1 Koefisien Co untuk bendung mercu bulat sebagai fungsi dari nilai banding H1/r

Gambar 2 Koefisien C1 sebagai nilai banding fungsi p/H1

Gambar 3 Koefisien C2 sebagai nilai banding fungsi p/H1

Dengan menggunakan asumsi, rumus dan grafik di atas, grafik rating curve mercu bendung

dapat diketahui seperti yang terlihat pada Tabel 1 Berikut;

Tabel xx Perhitungan Debit Di Atas Mercu Bendung

H h/r C0 p/h C1 C2 Cd Be Q

0.50 0.48 1.00 5.84 1.00 0.96 0.96 135.21 78.33

1.00 0.95 1.15 2.92 1.00 0.98 1.12 135.10 258.59

1.50 1.43 1.26 1.94 0.99 0.99 1.23 134.99 519.57

2.00 1.90 1.30 1.46 0.99 0.99 1.27 134.88 827.22

2.50 2.38 1.35 1.17 0.97 1.00 1.31 134.77 1186.09

3.00 2.86 1.39 0.97 0.96 1.00 1.33 134.66 1588.98

3.50 3.33 1.44 0.83 0.95 1.00 1.37 134.55 2055.88

4.00 3.81 1.45 0.73 0.94 1.01 1.37 134.44 2509.14

Dari tabel hasil hitungan, dapat digambarkan Grafik Rating Curve seperti yang terlihat pada

Gambar xxx.

0 100 200 300 400

0

1

2

3

4

5

f(x) = 0.0807343020022836 x^0.499784672046761

Rating Curve Mercu Bendung

Q (m3/det)

H (

m)

Gambar xx Rating Curve Bendung

Dengan melihat pada Rating Curve yang telah di buat, dapat diketahui ketinggian air yang

melintas di atas bendung pada tiap-tiap debit yang mengalir.

H1 = 0,0391Q0,5974

dengan Qb = 1340,74 m3/s H1 = 2,9 m ∞ H1asumsi ……..Ok!

maka jari-jari mercu (r) = a.H1 = 0,87 m

Karena bendungnya terbuat dari pasangan batu kali, besar tekanan harus kurang dari -1,00m

dengan H1/r = 2,91/0,87=3,34.

Dengan menggunakan grafik hubungan tekanan yang bekerja pada bendung seperti yang

terlihat pada Gambar xx berikut.

Besar tekanan adalah ρ/πg = -0,09 < -1,0 ……. Ok!!

2. Kolam Olak

Karena banjir diperkirakan akan mengangkut kerikil dan pasir akan dipakai peredam

energi tipe bak (bucket type).

Untuk menentukan dimensi diperlukan data – data sebagai berikut:

Debit satuan (Q100) → q100 = Q100/be = 1340,74 / 134,99 =9,93 m3/dt

Kedalaman kritis (Q100)→ hc =

3√ q100

2

9 ,81 =

3√ 9 ,932

9 , 81 = 2,15 m

Elevasi tinggi energi hulu = elev.mercu + H1

= 127,92 + 2,91 = +130,83 m

Muka air di hilir bendung untuk fungsi peredaman menurut penelitian IHE menyimpulkan

bahwa pengaruh kedalaman tinggi air hilir terhadap bekerjanya bak sebagai peredam enegi,

ditentukan oleh perbandingan h2/h1 (Gambar xx). Nilai h2/h1 lebih tinggi dari 2/3, maka

aliran akan menyelam ke dalam bak dan tidak ada efek peredaman yang bias diharapkan.

Gambar xx Batas maksimum tinggi air hilir

h2/h1 < 2/3 h2 < 2.H1/3

h2 < 2.2,91/3

h2 <1,94 m dipakai h2 = 1,5 m

sesuai KP-02 apabila tidak ada data pasti mengenai degradasi maka dapat diasumsi akan

terjadi degradasi di hilir sebesar 2,5 m, sehingga :

elevasi m.a. dihilir = elev.mercu +h2 - degradasi

= +127,92+ 1,5 -2,50= 126,98 m

Elevasi tinggi energi hilir = elev.hilir + 0,1 m

= +126,08 + 0,1 m = +127,08 m

ΔH = elev.tinggi energi hulu – elev.tinggi energi hilir

= 130,83 m – 127,08 m

= 3,75 m

Jari – jari bak minimum yang diijinkan (Rmin) dapat dibaca dari gambar 3.22

ΔHhc

=3 , 752 , 15

=1 ,74→ R minhc

=1 ,55

Rmin = 1,55.hc= 1,55 x 2,15 = 3,33 ambil R = 3,5 m

Batas muka air hilir minimum (Tmin) diberikan pada gambar 3.23

ΔHhc

=3 , 752 , 15

=1 ,74→T minhc

=1 ,89

Tmin = 1,89 x .hc

= 1,89 x 2,15 = 4,06 m dipakai 4,00 m.

Gambar 3.1 Mercu Bendung dan Kolam olak