perencanaan ambang pelimpah bendungan keumireu inong di kabupaten aceh besar provinsi nangroe aceh...

8/16/2019 Perencanaan Ambang Pelimpah Bendungan Keumireu Inong Di Kabupaten Aceh Besar Provinsi Nangroe Aceh Daru…

1/13

PERE

BENDUNGAN KEU

PROVIN

Diaju

KEMENTE

CANAAN AMBANG PELIMPAH

IRUE (INONG) DI KABUPATEN

SI NANGROE ACEH DARUSSAL

JURNAL

kan untuk memenuhi sebagian persyaratan

emperoleh gelar Sarjana Teknik (ST)

Disusun Oleh :

VIF GALANG ARYO NUGROHO

NIM. 0710640037 - 64

IAN PENDIDIKAN DAN KEBUD

NIVERSITAS BRAWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK

MALANG

2014

ACEH BESAR

M

YAAN


2/13

PERE

BENDUNGAN KEU

PROVIN

Diaju

Dosen Pembi

Dr. Ir. Aniek Masre

NIP. 19470612 1

LEMBAR PERSETUJUAN

CANAAN AMBANG PELIMPAH

IRUE (INONG) DI KABUPATEN

SI NANGROE ACEH DARUSSAL

JURNAL

kan untuk memenuhi sebagian persyaratan

emperoleh gelar Sarjana Teknik (ST)

Disusun Oleh :

VIF GALANG ARYO NUGROHO

NIM. 0710640037 - 64

Telah diperiksa dan disetujui oleh :

bing I

aniah, Dipl.HE

7803 2 001

Dosen Pemb

Ir. Mohammad

NIP. 19590703

ACEH BESAR

M

mbing II

Taufiq, MT.

98903 1 003


3/13

PERENCANAAN AMBANG PELIMPAH

BENDUNGAN KEUMIRUE (INONG) DI KABUPATEN ACEH BESAR

PROVINSI NANGROE ACEH DARUSSALAM

Avif Galang Aryo Nugroho1 ,Aniek Masrevaniah

2 ,Mohammad Taufiq

2

1

Mahasiswa Teknik Pengairan Universitas Brawijaya Malang 2 Dosen Teknik Pengairan Universitas Brawijaya Malang

e-mail: [email protected]

ABSTRAK Pelimpah merupakan bangunan pelengkap dari suatu bendungan yang berfungsi

untuk membuang kelebihan air ke arah hilir. Perencanaan pelimpah dipengaruhi oleh

beberapa aspek teknis yaitu: kondisi topografi, geologi/geoteknik, jenis material dasar

sungai, morfologi sungai, hidrologi dan hidrolika.

Dari perhitungan hidrologi didapatkan hasil debit banjir rancangan diperoleh debit

inflow Q1000 th = 1943,6 m3/dt, dengan lebar pelimpah 86,0 m tipe overflow, tinggi

pelimpah 3,0 m outflow Q1000 th = 1299,0 m3/dt dan tinggi muka air di atas ambang = 3,73m. Sedangkan untuk inflow QPMF = 3461,1 m

3/det, outflow QPMF = 2512,8 m3/det dan

tinggi muka air di atas ambang = 5,82 m. Dari perhitungan stabilitas konstruksi sesuai

dengan dimensi yang direncanakan, diperoleh hasil bahwa konstruksi ambang pelimpah

yang direncanakan aman terhadap geser, guling dan daya dukung tanah. Pada konstruksi

beton bertulang ambang pelimpah direncanakan kualitas beton f’c = 20 MPa dan fy = 400

MPa tulangan ganda dengan tulangan pokok D10-150 dan tulangan bagi D6-125 serta

tulangan ganda tulangan pokok D14-100 dan tulangan bagi D6-125 pada bagian lantai

pengarah.

Kata kunci : pelimpah, hidrologi, hidrolika, stabilitas, beton bertulang

ABSTRACT Spillway is complementary building of a dam that serves to draine excess water to

downstream. Design spillway is influenced by several technical aspects, such as: condition

of topography, geology/geotechnical, material of riverbed, river morphology, hydrology

and hydraulics.

From the calculation results of design flood inflow discharge obtained Q1000 th = 1943.6

m3 /s, with a overflow spillway width of 86.0 m, 3.0 m of high spillway, outflow Q1000 th =

1299.0 m3 /s and the water level above the crest of spillway = 3.73 m. As for the inflow

QPMF = 3461.1 m3 /s, the outflow QPMF = 2512.8 m3 /s and the water level above the

crest of spillway = 5.82 m. According Construction of the stability calculation to the

planned dimensions, the result that the planned construction of spillway secure from shear

strength, slidding, and bearing capacity of soil. On the reinforced concrete construction

was designed spillway f'c = 20 MPa quality concrete and fy =400MPa with double the

principal reinforcement for D6-125 D10-150 and double reinforcement too D14-100 D6-

125 reinforcement on the floor director.

Key words: spillway, hydrology, hydraulics, stability, reinforced concrete


4/13

I. PENDAHULUANPelimpah merupakan bangunan

pelengkap dari suatu bendungan yang

berfungsi untuk membuang kelebihan air

ke arah hilir. Untuk bendungan yang

tinggi, konstruksi pelimpah dibuat dari beton sedangkan untuk bendungan rendah

dapat menggunakan pasangan batu kali.

Konstruksi tersebut hendaknya dirancang

sedemikian rupa sehingga kapasitas

konstuksinya cukup untuk mengalirkan

debit banjir, dan memenuhi kondisi

hidraulika yang baik. (Masrevaniah,2012:

1).

Bendungan Keumirue (Inong)

terletak di Krueng Inong dengan luas

tangkapan hujan (catchment area) 324,41km2. Secara umum kondisi daerah studi

adalah pegunungan bergelombang

dengan tumbuhan perdu sampai dengan

tanaman keras yang merupakan hutan

dengan kondisi yang cukup baik. Fungsi

dari Bendungan Keumirue (Inong) adalah

untuk menjaga dan menjamin tersedianya

suplay air irigasi Kr. Aceh, menjamin

tersedianya air baku untuk Kabupaten

Aceh Besar dan Kota Banda Aceh,

PLTA,konservasi air di hutan lindung

Jantho dan juga untuk pengendalian

banjir untuk daerah hilir Kr. Aceh yaitu

Kota Banda Aceh dan Kabupaten Aceh

Besar. Sehingga bendungan Keumirue

(Inong) merupakan bendungan serbaguna

(multipurpose) yang dapat diandalkan

untuk meningkat pertumbuhan ekonomi

di daerah Kabupaten Aceh Besar dan

Kota Banda Aceh. Sumber air bendungan

ini berasal dari Kr. Aceh Hulu yangmempunyai kualitas air yang cukup baik,

bersih dan debit andalan yang cukup.

II. METODOLOGI PERENCANAAN

Analisa HidrologiAnalisa hidrologi dilakukan dalam

perencanaan bangunan air bertujuan

untuk memahami karakteristik hidrologi

dan untuk mendapatkan nilai debit banjir

rancangan (design flood) yang akan

digunakan untuk perhitungan hidrolika

struktur. Lingkup analisa hidrologimeliputi analisa curah hujan rancangan

(design rainfall ) dan analisa debit banjir

rancangan.

Analisa Curah Hujan Rerata DaerahBerdasarkan teori tersebut karena

daerah studi memiliki 2 stasiun penakar

hujan dan luas DAS 324,41 km2

, makadalam penelitian ini menggunakan

metode rata-rata aljabar (Sosrodarsono,

2006:27) :

n R R R R

n R ........

1321

Dimana :

R : Curah hujan rerata daerahn : Jumlah titik-titik (pos) pengamatan

R 1, R 2, R n : Curah hujan di tiap titik

pengamatan 1,2,..n

Distribusi Log Pearson Tipe III

Dalam studi ini dipakai Metode

Log Pearson Type III dengan

pertimbangan bahwa cara ini lebih

fleksibel dan dapat dipakai untuk semua

sebaran data, dimana besar harga

parameter statistiknya (Cs dan Ck) tidak

ada ketentuan.

Adapun langkah-langkah dalam

perhitungan curah hujan rancangan

berdasarkan Log Pearson Type III adalahsebagai berikut (Soemarto, 1987 : 243) :

Data hujan harian maksimumtahunan sebanyak n tahun diubah

dalam bentuk logaritma.

Menghitung harga rata-rata logaritmadengan rumus berikut ini :

n

n

i

Logx i

Logx

1

Menghitung harga standard deviasidengan rumus berikut ini:

1

1

)(2

1

n

n

i

X Log x Log i

S

Menghitung koefisien kepencengandengan rumus berikut ini:

13

21

1

3

S nn

n

i X Log x Log i

Cs


5/13

Menghitung logaritma debit denganwaktu balik yang dikehendaki

dangan rumus berikut ini :

SiG X Log Q Log .

Menghitung antilog dari log Q untukmendapatkan debit banjir denganwaktu balik yang dikehendaki QT

Dimana :

Log Q = Logaritma curah hujan

rancangan dengan kala ulang T tahun

Log X = rata-rata logaritma data

N = banyaknya tahun pengamatan

S1 = simpangan baku data

Cs = koefisien kepencengan

G = koefisien frekuensi

Curah Hujan Maksimum YangMungkin Terjadi ( Probable Maximum

Precipitation, PMP)Untuk analisa PMP ini digunakan

cara statistik dengan persamaan

Hershfield (Soemarto, 1995:155) :

nmnm S K X X .Dengan:

X m = curah hujan maksimum yang

tercatat (mm/hari)

n X = rata-rata series data hujanharian maksimum tahunan (mm/hari)

K m = variabel statistik, yang

dipengaruhi oleh distribusi

frekuensi nilai-nilai ekstrim

S n = standart deviasi series data

hujan harian maksimum tahunan

(mm/hari)

Distribusi Hujan Jam-jaman Model

PSA 007Untuk mendapatkan curah jam-

jaman selanjutnya sesuai dengan PSA007, distribusi hujan disusun dalam

bentuk genta, dimana hujan tertinggi

ditempatkan di tengah, tertinggi kedua di

sebelah kiri, tertinggi ketiga di sebelah

kanan dan seterusnya.

Tabel 1. Intensitas hujan dalam % yang

disarankan PSA 007

Sumber : Anonim (1999 : 38)

Hidrograf Satuan Sintetik NakayasuHidrograf satuan sintetis Nakayasu

dihitung menggunakan persamaan

(Soemarto 1995:100):

3,0 p0.3T3,6

oCA.R

pQ T

Dengan :

Q p = Debit puncak hidrograf satuan

(m3/det)

R o = Hujan satuan (mm)

T p = Tenggang waktu dari permulaan

hujan sampai puncak banjir (jam)

T0,3= Waktu yang diperlukan oleh

penurunan debit, dari puncak sampai 30%

dari debit puncak CA= Luas daerah aliran sungai (km2)

Untuk menentukan T p dan T0,3 digunakan

pendekatan rumus sebagai berikut :

T p = tg + 0,8 tr T0,3 = tgtr = 0,5 tg sampai tg

tg adalah time lag yaitu waktu antara

hujan sampai debit puncak banjir (jam).

tg dihitung dengan ketentuan sebagai

berikut :

- Sungai dengan panjang alur L 15 km :tg = 0,4 + 0,058 L

Sungai dengan panjang alur L 15 km :tg = 0,21 L0,7

dengan :

tr = Satuan Waktu hujan (jam)

=Koefisien karakteristik hidrograf,untuk

= 2 ( Pada daerah pengaliran biasa) =1,5 (Pada bagian naik hydrograflambat, dan turun cepat

= 3 (Pada bagian naik hidrograf cepat,turun lambat)

tr

0.8 t r tgO

i

lengkung naik lengkung turun

Tp To.3 1.5 To.3

0 . 3 Qp

0.3 Q

Q p

2

t

Gambar 1. Hidrograf Satuan Sintetik Metode Nakayasu

Kala Ulang

(Tahun) 0,5 0,75 1 2 3 6 12 24

5 32 41 48 59 66 78 88 100

10 30 38 45 57 64 76 88 100

25 28 36 43 55 63 75 88 100

50 27 35 42 53 61 73 88 100

100 26 34 41 52 60 72 88 100

1000 25 32 39 49 57 69 88 100

PMP 20 27 34 45 52 64 88 100

Durasi Hujan (Jam) %


6/13

1. Pada waktu naik : 0 < t ≤ T p

P

P

t QT

t Q .

4,2

)(

Dengan :

Q(t) = Debit pada jam ke t (m

3

/detik)t = Waktu (jam)

2. Pada kurva turun (decreasing limb)

a. Selang nilai : TP t (TP+T0,3)

Q Qpt

t Tp

T ( )

( )

. , ,

0 3 0 3

b.Selang nilai:(Tp+T0,3) t (Tp+T0,3+1,5 T0,3)

Q Qpt

t

( )

( , )

,,

,

,

0 3

0 3

0 3

0 5

15

T T

T

c. Selang nilai : t > (T p + T0,3 + 1,5 T0,3)

Q Qpt

t

( )

( , )

,,

,

,

0 3

0 3

0 3

1 5

2 0

T T

T

Hidrograf BanjirSecara matematik tabulasi

perhitungan hidrograf banjir tersebut

diatas dengan ditambah aliran dasar dapat

dinyatakan dalam bentuk persamaan

sebagai berikut :

n

i

ini f P U BQk 1

1.

Dimana :

Qk = Debit Banjir pada jam ke - k

Ui = Ordinat hidrograf satuan (i = 1,

2, 3 .. .n)

Pn = Hujan netto (hujan efektif)

dalam waktu yang berurutan (n = 1,2,..n)

Bf = Aliran dasar (base flow)

Penelusuran Banjir (Flood Routing )Penelusuran banjir adalah sebuah

cara untuk menentukan modifikasi aliran banjir. Hal ini berdasar pada konfigurasi

gelombang banjir yang bergerak pada

suatu tampungan (saluran atau waduk).

Penelusuran banjir di waduk diperlukan

untuk mengetahui debit outflow

maksimum dan tinggi air maksimum di

atas ambang pelimpah pada debit outflow

yang bersesuaian sebagai dasar

perencanaan hidrolika struktur.

Prosedur penelusuran banjir pada

prinsipnya berdasar pada perhitungan

persamaan kontinuitas massa aliran

sederhana sebagai berikut :

Inflow - outflow = perubahan kapasitas

I – O =dt

dS

Bila dinyatakan dalam finite intervalwaktu:

t OOt I I S S t t t t t t )()( 1211211Atau

222

111 t t t t t t O

t

S O

t

S I I

2

1t t I I

Dimana :

I t =Aliran masuk (inflow hidrograf) pada permulaan waktu t

I 1t =Aliran masuk pada akhir waktu t

O t =Aliran keluar (outflow hidrograf)

pada permulaan waktu t O 1t =Aliran keluar pada akhir waktu

t S t =Aliran masuk pada akhir waktu t

S 1t =Aliran masuk pada akhir waktu t ψ,Φ =Fungsi tampungan untuk

penelusuran banjir

Kurva Kapasitas Tampungan Waduk

( Storage Curve)Untuk menghitung volume antar interval

kontur dapat dihitung dengan rumussebagai berikut (Kumar, 2001 : 882):

h A A

S

2

21

Atau dengan pendekatan :

2121 .3

A A A AhS

Dimana ......,,, 4321 A A A A menunjukkan

luasan diantara garis elevasi berurutan

yang mempunyai interval tingginya

adalah h. Dari kapasitas tampungan

berbagai tinggi permukaan air yang diplot

dan dianalisis, akan diperoleh kurva

kapasitas tampungan waduk.

Analisa Hidrolika

Analisa hidrolika dilaksanakandengan tujuan untuk menganalisis hasil


7/13

hitungan secara empirik yang kemudian

digunakan sebagai dasar pemilihan

bentuk, tipe dan perlakuan yang akan

direncanakan dan dilaksanakan terhadap

bangunan di lapangan.

Pelimpah Langsung (Overflow)Kapasitas aliran yang melalui pelimpah

merupakan debit keluaran dari

tampungan waduk yang telah mencapai

kapasitas maksimum. Debit yang melalui

mercu pelimpah dihitung dengan rumus

(Sosrodarsono, 2002 : 181) :

Q = C . L . H3/2

Dimana :

Q = debit (untuk perencanaan

digunakan debit banjir-rencana,

m3/det)C = koefisien limpahan

L = lebar efektif ambang (m)

H = total tinggi tekanan air di atas

ambang (termasuk tinggi tekanan

kecepatan aliran pada saluran

pengarah aliran) (m)

Koeffisien debitKoefisien debit dapat juga

ditentukan berdasarkan rumus empiris

Iwasaki. Rumus ini hanya berlaku untuk

tipe standar dan dinding hulu ambang

tegak (Masrevaniah, 2012:16):99,0

0416,0200,2

P

H C d d

d

d

H

ha

H

ha

C

1

21

60,1

Dimana :C = koefisien limpahan untuk semua

tinggi tekan

Cd = koefisien limpahan untuk tinggi

tekan rencana

h = tinggi air di atas mercu ambang

Hd = tinggi tekan rencana di atas mercu

ambang

P = tinggi ambang

a = konstanta (diperoleh pada saat h =

Hd, yang berarti C = Cd)

Lebar efektif ambang pelimpah ( Beff )

Besarnya perbandingan antara Beff dan B

dipengaruhi oleh bentuk pilar bagian

hulu, tembok tepi dan kedalaman air

(Sosrodarsono,2002:183) :

H K K N B B a peff .2Koefisien kontraksi pilar (Kp) ditentukan

sebagai berikut :

- pilar dengan bentuk depan persegi

0,02

- pilar dengan bentuk depan bulat 0,01

- pilar dengan bentuk depan runcing

0,01

Koefisien kontraksi tembok tepi (Ka)

sebagai berikut :

- tembok tepi bersudut runcing

0,2- tembok tepi bersudut bulat/tumpul

0,1

Perencanaan Profil Ambang PelimpahBerdasarkan metode The United

State Army Corps of Engineers telah

menyusun beberapa bentuk baku

pelimpah di Waterways Experiment

Station (WES), dinyatakan berdasar

lengkung Harrold (Chow 1997: 330):

Xn = K . Hdn-1 . Y

Dengan:X, Y = koordinat profil mercu dengan

titik awal pada titik tertinggi mercu,

Hd = tinggi tekan rancangan tanpa

tinggi kecepatan dari aliran yang masuk,

K, n = parameter yang tergantung pada

kemiringan muka pelimpah bagian hulu.

Dari profil lengkung Harrold,

bagian hilir pelimpah dirubah profilnya

menjadi garis lurus dengan kemiringan 1

: 1 atau 1 : 0,8.

Analisa Stabilitas KonstruksiKokoh dan stabilnya konstruksi

bangunan merupakan syarat mutlak yang

harus dipenuhi, sehingga dalam

perencanaan perlu diperhitungkan

dimensi dari bangunan tersebut serta

kondisi kekuatan tanah tempat bangunan

tersebut berdiri.

Adapun dalam perhitungan

stabilitas pelimpah, gaya-gaya yang

bekerja pada pelimpah adalah(Sosrodarsosno, 1994 : 214) :


8/13

Beban vertikalW = bahan . An

Dimana :

W =berat sendiri (ton)

bahan =berat jenis bahan (t/m3)

An =volume tiap satuan panjang (m3) Tekanan air (hidrostatis dan

hidrodinamis)

Tekanan hidrostatis (Pw) :2

21 H P ww

Tekanan hidrodinamis (Pe) :

2...12

7 H Kh P we

Dimana :

Pw = tekanan air statis (ton)

Pe = tekanan air hidrodinamis (ton)

w = berat jenis air (ton/m3)

Kh = koefisien gempa

H = tinggi muka air (m)

Tekanan tanah (aktif dan pasif)Tekanan Tanah Aktif

Pa = H Kac H Ka .2...2

1 2

Tekanan Tanah Pasif

P p

= .2..2

1 Kpc Kp H

dimana :

Pa = tekanan tanah aktif (ton)

P p = tekanan tanah pasif (ton)

Ka = koefisien tekanan tanah aktif

Pa = tekanan tanah aktif (ton)

P p = tekanan tanah pasif (ton)

Ka = koefisien tekanan tanah aktif

=

sin1

sin1

=

2

45tan 2 o

Kp = koefisien tekanan tanah pasif

=

sin1

sin1

=

2

45tan 2 o

= berat jenis tanah (ton/m3)H = tinggi tanah (m)

C = kohesi tanah (ton/m2)

= sudut geser dalam tanah () Tekanan angkat atau gaya angkat air

(uplift )

d H lo

lp

hUp

.1

Dimana :

Up = tekanan uplift (ton)

h1 = tinggi air di hulu (m)

h2 = tinggi air di hilir (m)

l p = panjang lintasan air rembesan (m)

l o = panjang total lintasan air

rembesan dari titik G ke titiktertentu (m)

ΔH = perbedaan muka air hulu dan hilir

pelimpah (m)

Kekuatan gempa yang diperhitungansecara horisontal terhadap titik

tinjauan paling kritis (turning point )

Berat bangunan :

We = W . kh

Dengan:

We = gaya akibat pengaruh gempa (ton)

W = berat sendiri bangunan (gayavertikal) (ton)

kh = koefisien gempa horisontal

Keamanan stabilitas pelimpah ini

ditinjau terhadap bahaya guling, geser

dan daya dukung tanah pondasi.

Kestabilan terhadap guling dihitung

dengan rumus :

Keadaan normal, SF =h

Mv> 1,5

Keadaan gempa, SF =h

Mv > 1,2

Dengan:

SF =angka keamanan ( safety factor )

Mt = momen tahan (ton.m)

Mg = momen guling (ton.m)

Kestabilan konstruksi terhadap

geser atau gelincir yang disebabkan oleh

gaya horisontal aktif atau gaya geser

dihitung dengan rumus :

SF = H

V f .

V = jumlah gaya vertikal (ton) H = jumlah gaya horisontal jumlah

gaya horisontal aktif (ton)

f = koefisien geser antara tanah

dasar pondasi dengan dasar

pondasi

Kestabilan terhdap daya dukung

pondasi dihitung dengan Menurut Bowles

(1968) mengusulkan persamaan kapasitasdukung ijin neto yang dikaitkan dengan


9/13

nilai SPT dinaikkan kurang lebih 50%

nya, dan sekaligus memberikan faktor

kedalaman pondasi, sebagai berikut:

Untuk lebar B < 1,2 m : = 20.N.Kd

Untuk lebar B > 1,2 m : = 1,25 ,

Dimana:

= kapasitas dukung ijin neto dalamsatuan kN/m2, untuk penurunan

sebesar 2,54 cm (1”). (kN/m2)

= jumlah pukulan, = faktor kedalaman pondasi,

dengan nilai maksimum Kd =

1,33

= 1 + 0,33 = lebar pondasi (m) = kedalaman pondasi (m)

Letak arah resultan gaya horizontal

dan gaya vertikal berpengaruh terhadap

kestabilan bangunan. Bangunan akan

stabil apabila arak resultan gaya terletak

di dalam batas 1/6 B ke kanan maupun ke

kiri titik tengah panjang pondasi.

Perhitungan eksentrisitas menggunakan

persamaan sebagai berikut: = ∑ ∑ ∑ −

Jika e < B/6, maka:

/ =∑ 1 ±

. <

Jika B/6 < e < B/3, maka:

= .∑

. < = 3 −

Dimana:

σ = besarnya reaksi daya dukung

tanah (t/m2)

e = eksentrisitas pembebanan

= daya dukung tanah ijin∑ = jumlah gaya vertikal (ton)B = lebar pondasi (m)

L = panjang pondasi = 1 meter

A = luas dasar pondasi per meter

panjang (m2)

X = lebar efektif dari kerja reaksi

pondasi (m)

Desain Penulangan dan PembetonanKonstruksi Pelimpah

Berdasarkan SKSNI T-15-1991-03

bahwa dalam perencanaan tubuh

pelimpah menggunakan desain plat.

Untuk pembebanan hidup dan

mati dapat dihitung dengan persamaan :

U = 1,2 D + 1,6 LDimana:

U = kekuatan yang diperlukan

D = beban mati pada keadaan layan

L = beban hidup pada keadaan layan

Tebal efektif merupakan jarak dari

serat tekan ke titik berat tulangan tekan.

Untuk menghitung tebal efektif sebuah

plat dapat menggunakan persamaan :

d = h – p – 1/2.Dimana:

d = tebal efektif (mm) p = tebal penutup beton (mm)

h = tinggi total pelat (mm)

= rencana diamater tulangan pokok(mm)

Gambar 2. Hubungan antara h, d, dan

penutup beton p

Dengan nilai ′ < 30 MPa maka persamaan umum untuk hubungan

momen, ukuran beton, dan mutu baja

beton sebagai berikut:

c

y f

fy f

d b

Mu'2

..588,01...

Dimana:

Mu = momen lapangan (Mpa)

b = panjang per satuan lebar (m)

= faktor reduksi kekuatan = 0,8

d = tebal efektif plat (m)

′ = Kuat Tekan Beton Rencana (MPa) = kuat tarik baja (MPa)ρ = rasio tulangan

Perhitungan luas tulangan perlu

menggunakan persamaan sebagai berikut

AStotal = .b. d

h

p

x

d

xx½ φ

φ tulangan

utama


10/13

Dengan melihat rasio tulangan

minimum, dapat dihitung pula luas

tulangan minimum menggunakan

persamaan:

Asmin = ρmin. b . d

Dimana :AStotal = luas tulangan perlu (mm

2)

ASmin = luas tulangan minimum (mm2)

ρ = rasio tulangan

ρmin = rasio tulangan minimum

b = panjang per satuan lebar (mm)

d = tebal efektif plat (mm)

Tabel 2. Tulangan minimum (ρmin) yang

disyaratkan

Mutu Beton = 250 Mpa = 400Mpa

Balok danumumnya

0,0056 0,0035

Alternatif 43 .

43 .

Pelat 0,0025 0,0018

Sumber: Vis WC, (1993:51)

Sesuai dengan SKSNI T15-1991-03 Pasal

3.16.12, dalam arah tegak lurus terhadap

tulangan utama harus disediakan tulangan

pembagi (demi tegangan susut dan suhu).

(Vis, 1993:78).

Untuk fy = 240 MPa : As =

, . .

Untuk fy = 400 MPa : As = , . .

Tabel 3. Tulangan maksimum (ρmaks)

yang disyaratkan

MPa(kg/cm2)

′ MPa (kg/cm2)15

(150)

20

(200)

25

(250)

30

(300)

35

(350)

240

(2400)0,0242 0,0323 0,0404 0,0484 0,0538

400

(4000)0,0122 0,0163 0,0203 0,0244 0,0271

Sumber: Vis WC, (1993:52)

III. HASIL DAN PEMBAHASANAnalisa Hidrologi

Dalam pelaksanaan studi ini

menggunakan data hujan dari dua stasiun

penakar hujan yang berpengaruh terhadap

DAS Krueng Aceh yaitu stasiun

Padangtiji dan stasiun Tangse dengan

ketersediaan data curah hujan bulanan

antara tahun 1990 sampai dengan 2005.

Tabel 4. Curah hujan rerata daerah

Tabel 5. Perhitungan curah hujan

rancangan metode Log Pearson Type III

Dari hasil analisa PMP ( Probable Maximum Precipitation) yang dipakai

untuk menganalisa banjir terbesar yang

mungkin terjadi kemudian digunakan

sebagai kontrol terhadap analisa

perencanaan kapasitas pelimpah adalah

sebesar 505,036 mm/hari.

Tabel 6. Distribusi hujan netto jam -

jaman metode PSA 007 (dalam %)

Tabel 7. Perhitungan hujan netto jam-

jaman

Dari data yang diperoleh sebagai

berikut :

Volume tampungan efektif = 60,87 x 106

m3, volume tampungan mati (sedimen) =

14,84 x 106 m3, volume tampungan

waduk bruto = 75,71 x 106 m3. Sehingga

didapatkan nilai elevasi ambang pelimpah

+ 203,00 dan luas genangan air waduk

pada elevasi ambang pelimpah sebesar237,33 Ha.

Curah Hujan

Padangt iji Tangse Maksimum

1 1990 42,0 86,5 86,5

2 1991 62,5 35,0 62,5

3 1992 110,0 32,5 110,0

4 1993 40,0 88,5 88,5

5 1994 43,5 148,5 148,5

6 1995 112,5 47,5 112,5

7 1996 96,5 47,0 96,5

8 1997 127,5 53,0 127,5

9 1998 53,0 25,0 53,0

10 1999 48,5 96,0 96,0

11 2000 57,0 100,0 100,0

12 2001 80,0 30,5 80,0

13 2002 45,0 84,0 84,0

14 2003 51,5 109,0 109,0

15 2004 76,5 190,5 190,5

16 2005 83,0 39,0 83,0

No Tahun Curah Hujan Rerata (mm/hari)

K al a U la ng ( T) P XT (mm/hari)

(tahun) (%)

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]

1 1,01 99,00 99 -2,16 9 0 ,134 -0,2905 1,98 8 1 ,697 49,81

2 5 20 0,830 0,134 0,1111 1,988 2,099 125,56

3 10 10 1,302 0,134 0,1743 1,988 2,162 145,24

4 25 4 1,821 0,134 0,2438 1,988 2,232 170,44

5 50 2 2,163 0,134 0,2897 1,988 2,277 189,44

6 100 1 2,478 0,134 0,3318 1,988 2,320 208,75

7 1000 0,1 3,392 0,134 0,4542 1,988 2,442 276,71

No. K S log X K*(S log X) Log X rerata Log XT

5 10 25 50 100 1000 PMP

1 1 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0

2 2 11,3 12,0 12,3 13,0 13,3 14,3 16,0

3 3 70,0 68,0 67,0 65,0 64,0 61,0 56,0

4 4 6,7 8,0 8,7 10,0 10,7 12,7 16,0

5 5 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0

6 6 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0

No Jam Ke Kala Ulang (Tahun)

Kala ulang (Tahun) 5 10 25 50 100 1000 PMP

Hujan rancangan (mm/hari) 125,563 145,242 170,445 189,445 208,747 276,712 505,035

Koef.Pengaliran 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80

Hujan netto/Hujan efektif (mm/hari) 100,451 116,194 136,356 151,556 166,998 221,370 404,028

5 Th 1 0 Th 25 T h 50 Th 1 00 Th 10 00 T h P MP

1 1,0 3, 42 2 3 ,95 8 4, 645 5 ,1 63 5 ,6 89 7 ,54 1 13 ,7 64

2 2,0 9,696 11,875 14,322 16,779 18,963 27,023 55,055

3 3,0 59,884 67,291 77,806 83,897 91,023 115,003 192,692

4 4,0 5, 703 7,917 10,064 12,90 7 15, 17 1 23,880 5 5,055

5 5,0 3,422 3,958 4,645 5,163 5,689 7,541 13,764

6 6,0 3,422 3,958 4,645 5,163 5,689 7,541 13,764

344,09285,549 98,957 116,128 129,073 142,224 188,530

No. Jam ke t

(hujan efektif)

Hujan netto

Hujan netto jam-jaman (mm/jam)


11/13

Gambar 3. Hidrograf Banjir Rancangan

HSS Nakayasu DAS BendunganKeumireu Inong

Gambar 4. Grafik hubungan elevasi,

luas genangan dan tampungan waduk

Analisa Hidrolika

Pelimpah didesain dengan Q1000dan dikontrol dengan QPMF, dengan

mempertimbangkan fungsi bendunganKeumireu Inong sebagai pengendali

banjir sebesar 1300 m3/dt maka lebar

ambang pelimpah direncanakan 86 m dan

tinggi 3,0 m. Inflow Q1000 Th = 1943,6 m

3/dt

Hd=3

2

.

LC

Q=

3

2

86.2

6,1943

= 3,73 m

Dalam perhitungan koefisien

limpahan menggunakan rumus Iwasaki,dimana untuk menghitung nilai C pada

hubungan antara kedalaman aliran dan

debit yang melalui ambang pelimpah

diperlukan nilai Hd, sedangkan nilai Hd

diperoleh dari hasil flood routing.

Tabel 8. Rekapitulasi hasil penelusuran banjir melalui pelimpah

Gambar 5. Hidrograf Q1000Th inflow-

outflow pelimpah Bendungan Keumireu

Inong

Profil pelimpah direncanakan

menggunakan OGEE Tipe I :

R 1 =0,2 Hd =0,746 m

Jarak R 1 =0,282 Hd =1,051 m

R 2 =0,5 Hd =1,864 m

Jarak R 2 =0,175 Hd =0,653 mPerhitungan lengkung Harrold:

X1,85 = 2 . Hd 0,85 . Y

Sehingga diperoleh titik potong gradien :

(x,y) = (4,087,2,209).

Analisa Stabilitas

Kondisi struktur ambang pelimpah

dianalisa dengan beberapa kondisi,

bangunan pelimpah perlu diadakan

tinjauan dengan 6 kondisi yaitu:

Kondisi I : Kosong (tanpa gempa)Kondisi II : Kosong pada keadaan

gempa

Kondisi III : Air penuh pada keadaannormal (tanpa gempa)

Kondisi IV : Air penuh pada keadaangempa

Kondisi V : Saat banjir Q pmf padakeadaan normal (tanpagempa)

Kondisi VI : Saat banjir Q pmf pada

keadaan gempaBerikut data-data yang diperlukan dalam

perhitungan :

Berat jenis tanah kering ( t) =1,607ton/m3

Berat jenis beton = 2,4 ton/m3

Spesific gravity (Gs) = 2,738

Void ratio (e) = 1,067

Berat jenis tanah jenuh ( sat) =1,841

ton/m3

Berat jenis tanah terendam ( sub) =0,841

ton/m3

Berat jenis air ( w) = 1,00 ton/m3

Kala Ulang Q Inf low Q Outflow H Maksimum Elevasi

T Maksimum Maksimum Di Atas Ambang Muka Air

P el im pah Ban ji r

(tahun) (m3/d et ik) (m3/detik) (m) (m) (m3/detik) (%)

1 5 924,8 546,3 2,08 205,1 378,5 40,9

2 10 1058,4 639,2 2,31 205,3 419,1 39,6

3 25 1233,3 759,7 2,60 205,6 473,6 38,4

4 50 1358,2 854,6 2,81 205,8 503,5 37,15 100 1488,6 952,8 3,03 206,0 535,8 36,0

6 1000 1943,6 1299,0 3,73 206,7 644,6 33,2

8 PMF 3461,1 2512,8 5,82 208,8 948,4 27,4

NoReduksi Banjir Maksimum


12/13

Sudut geser dalam ( Ø ) = 28,44°

Koefisien gempa (Kh) = 0,211(Kv) = 0,07

Koefisien geser = 0,7

Dari hasil perhitungan diperoleh hasil pada tabel 9.

Tabel 9. Rekapitulasi analisa stabilitas

Analisa Penulangan dan Pembetonan

Konstruksi Pelimpah

Perhitungan bending momen yangterjadi pada pelimpah dianalisa dengan 2

potongan yaitu potongan A-A, potonganB-B.

Pada potongan A-A pada kondisi penuh tanpa gempa direncanakan dengan

tulangan ganda :

f’c = 20 MPa

fy = 400 MPa

h = 300 mm

b = 1000 mm

P (tebal selimut) = 100 mm

Ǿ utama = 10 mmǾ bagi = 6 mm

1 = 0,85

Sehingga, didapatkan tulangan

utama D10–150 dan tulangan bagi D6 -

125.Pada potongan B-B pada kondisi

penuh tanpa gempa direncanakan dengantulangan ganda :

f’c = 20 MPa

fy = 400 MPa

h = 1500 mm

b = 1000 mm

P (tebal selimut) = 100 mm

Ǿ utama = 14 mm

Ǿ bagi = 6 mm

1 = 0,85

Sehingga, didapatkan tulanganutama D14–100 dan tulangan bagi D6–

125.

Gambar 6. Detail konstruksi penulangan

I. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil analisa perencanaan ambang pelimpah

Bendungan Keumireu Inong diperoleh

hasil sebagai berikut :

(e) (ton/m2) (ton/m2) (ton/m2)

A Tinjauan kondisi normal ( SF= 1,5 )

( SF >= 1,2 ) ( SF >= 1,2 )

Tegangan

maks

Tegangan

min

Teganga

n ijin

(SF Guling) (SF Geser)

No. Tinjauan analisa

stabilitas

Angka keamanan

terhadap guling

Angka

keamanan

terhadap geser

Eksentrisit

asL/6


13/13

1. Hasil perhitungan debit banjir

rancangan diperoleh debit banjirrancangan maksimum inflow dan

outflow :

Debit banjir rancangan dengan kala

ulang 1000 th sebagai dasar perencanaan ambang pelimpah

Q1000 th = 1943,6 m3/det dan outflow

= 1299,0 m3/det

Debit banjir rancangan maksimum

yang mungkin terjadi (PMF ), QPMF= 3461.50 m3/dt dan outflow =

2512,8 m3/det yang digunakan

sebagai kontrol dalam perencanaan.

2. Dengan mempertimbangkan fungsi

bendungan sebagai pengendali

banjir, dari hasil perhitungan penelusuran banjir melalui pelimpah

(flood routing) diperoleh dimensi pelimpah overflow dengan lebar

pelimpah (B) = 86 m, tinggi

pelimpah (P) = 3,0 m dan tipe mercu

pelimpah OGEE.

3. Dari hasil perhitungan penelusuran banjir melalui pelimpah (flood

routing) diperoleh tinggi muka air

waduk maksimum :

Q1000 th, Hd = 3,73 m (el = +206,73

m)

QPMF,Hd = 5,82 m (el = +208,82m)

4. Dari hasil analisa stabilitas ambang

pelimpah aman terhadap guling,geser, eksentrisitas serta daya

dukung tanah.

5. Pada konstruksi beton bertulang

ambang pelimpah direncanakan

kualitas beton f’c = 20 MPa dan fy =400 MPa tulangan ganda dengan

tulangan pokok D10-150 dan

tulangan bagi D6-125 serta tulangan

ganda tulangan pokok D14-100 dan

tulangan bagi D6-125 pada bagianlantai pengarah.

II. DAFTAR PUSTAKAAnonim. 1986. Buku Petunjuk

Perencanaan Irigasi BagianPenunjang. Jakarta:

Departemen Pekerjaan Umum

Anonim. 1991. Peraturan Beton

Bertulang Indonesia 1971 N.I-2. Jakarta: Departemen

Pekerjaan Umum

Anonim. 1991. SKSNI T-15-1991-03

Tata Cara PerhitunganStruktur Beton Untuk

Bangunan Gedung. Jakarta:

Departemen Pekerjaan Umum

Anonim. 1999. Panduan Perencanaan

Bendungan Urugan. Jakarta:

Departemen Pekerjaan Umum.Chow, V.T. 1997. Hidrolika Saluran

Terbuka. Jakarta : Erlangga

Hardiyatmo, Hary Christady. 1996.

Teknik Pondasi I. Jakarta:

Gramedia Pustaka Utama.Hardiyatmo, Hary Christady. 2006 .

Mekanika Tanah II .

Yogyakarta : UGM Press

Kumar, Santosh. 2001. Irrigation

Engineering and HydrulicStructures. Delhi : Khanna

Publisher

Masrevaniah, Aniek. Prastumi. 2008.

Bangunan Air. Surabaya :

Srikandi

Masrevaniah, Aniek. 2012. KonstruksiBendungan Urugan Pelimpah

(Volume II). Malang : CVAsrori

Soemarto, CD. 1987. Hidrologi Teknik.Surabaya : Usaha Nasional.

Soemarto, CD. 1995. Hidrologi Teknik

Edisi ke-2. Jakarta : Erlangga

Soewarno, 1995. Hidrologi Jilid 1.

Bandung : Nova

Sosrodarsono, Suyono. Takeda, Kensaku.

2002. Bendungan Type

Urugan. Jakarta: PradnyaParamita

Sosrodarsono, Suyono. Takeda, K., 2006.Hidrologi Untuk Pengairan.

Jakarta: Pradnya Paramita.

Vis, WC. Kusuma, Gideon, 1993. Dasar-

Dasar Perencanaan BetonBertulang. Jakarta: Erlangga.

perencanaan ambang pelimpah bendungan keumireu inong di kabupaten aceh besar provinsi nangroe aceh...

Documents