PERTEMUAN KE-4SEBRIAN MIRDEKLIS BESELLY PUTRA

HIDROLIKA TERAPAN

Teknik Pengairan Universitas Brawijaya

Bangunan Pengatur

Overflow Weir

Side Weir

PERENCANAAN HIDROLIS OVERFLOW WEIR

Bangunan dapat digolongkan menjadi dua :

bangunan yang mempengaruhi

tidak mempengaruhi muka air hulu

BANGUNANYANG MEMENGARUHI MUKA AIR HULU

Bangunan yang mempengaruhi muka air hulu bendung

pelimpah dan bendung gerak

Kedua tipe tersebut mampu membendung air sampai tinggi

minimum yang diperlukan. Pintu bendung gerak mempunyai pintu

yang dapat dibuka selama banjir guna mengurangi tinggi

pembendungannya. Bendung pelimpah tidak bisa mengurangi tinggi

muka air hulu sewaktu banjir.

PERENCANAAN HIDROLIS BENDUNG

LEBAR BENDUNG

Lebar bendung, yaitu jarak antara pangkal-pangkalnya (abutment), sebaiknya sama dengan lebar rata-rata sungai pada bagian yang stabil.

Di bagian ruas bawah sungai, lebar rata-rata ini dapat diambil padadebit penuh (bankful discharge): di bagian ruas atas mungkin sulituntuk menentukan debit penuh.

PERENCANAAN HIDROLIS BENDUNG

Bisa diambil banjir rerata tahunan untuk menentukan lebar rata-

rata bendung

Lebar maksimum bendung hendaknya tidak lebih dari 1,2 kali

lebar rata-rata sungai pada ruas yang stabil.

Untuk sungai-sungai yang mengangkut bahan-bahan sedimen kasar

yang berat, lebar bendung tersebut harus lebih disesuaikan lagi

terhadap lebar rata-rata sungai, yakni jangan diambil 1,2 kali lebar

sungai tersebut.

PERENCANAAN HIDROLIS BENDUNG

Untuk kebutuhan desain peredam energy, dibatasi debit per

satuan lebar antara 12-14 m3/detik/m

Sehingga akan memberikan tinggi energy maksimum 3,5 – 4,5m

PERENCANAAN HIDROLIS BENDUNG

Lebar Efektif Mercu (Be)

Lebar efektif dihubungkan dengan lebar mercu yang sebenarnya (B), yakni jarak antara pangkal-pangkal bendung dan/atau tiang pancang, dengan persamaan berikut:

Be = B – 2 (nKp + Ka) H1

di mana: n = jumlah pilar

Kp = koefisien kontraksi pilar

Ka = koefisien kontraksi pangkal bendung

H1 = tinggi energi, m

LEBAR EFEKTIF MERCU

H1

B1e

B1

B2e

B2

Bs

B3

H1

II

Bs = 0.8Bs

B = B1 + B2 + B3Be = B1e + B2e + Bs

ka.H1

Kp.H1 Kp.H1 Kp.H1 Kp.H1

Ka.H1

pembilas

I II

I

KOEFISEN KA DAN KP

PERENCANAAN MERCU

Di Indonesia dikenal dua macam mercu pelimpah yaitu

Tipe OGEE

Tipe Bulat

mercu tipe ogeemercu tipe bulat

R1 R

R2

Gambar 4.2 Bentuk-bentuk mercu

Kemiringan maksimum muka bendung bagian hilir yang

dibicarakan di sini berkemiringan 1 banding 1 batas bendung

dengan muka hilir vertikal mungkin menguntungkan jika bahan

pondasinya dibuat dari batu keras dan tidak diperlukan kolam

olak. Dalam hal ini kavitasi dan aerasi tirai luapan harus

diperhitungkan dengan baik.

MERCU BULAT

Tekanan pada mercu adalah fungsi perbandingan antara H1 dan r (H1 /r) (lihat Gambar A). Untuk bendung dengan dua jari-jari (R2) (lihat Gambar B), jari-jari hilir akan digunakan untuk menemukanharga koefisien debit.

Untuk menghindari bahaya kavitasi lokal, tekanan minimum padamercu bendung harus dibatasi sampai – 4 m tekanan air jika mercuterbuat dari beton; untuk pasangan batu tekanan subatmosfirsebaiknya dibatasi sampai –1 m tekanan air.

GAMBAR A

h1~H1y~0.7H1

r

p/ g

1

1

r =~

0-4.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9

-3.0

-2.0

-1.0

0.0

1.0

10

perbandingan H1/r

perb

an

din

gan

( p

/ g

)m

in

H1

~~

Tekanan pada mercu bendung bulat sebagai fungsi

perbandingan H1/r

GAMBAR B

00.6

1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

x

xxxxxxxx

x

x

xx

x

++

koefisie

n C

o

catatan sahih jika P/H1 > 1.5

x r = 0.025 m. - G.D.MATTHEW 1963 perbandingan H1/r

o r = ............. - A.L. VERWOERD 1941

+ r = 0.030 m. - A.W.v.d.OORD 1941

r = 0.0375 m. L.ESCANDE &

r = 0.075 m. F.SANANES 1959

Harga-harga koefisien C0 untuk bendung ambang bulat

sebagai fungsi perbandingan H1/r

SKETSA BENDUNG DENGAN MERCU BULAT

2-3H, maks

p

H1h1

V1 /2g

2

V1H2

h2

v2 /2g

2

y

V2r

.

1

1

Dari Gambar A tampak bahwa jari-jari mercu bendung pasangan

batu akan berkisar antara 0,3 sampai 0,7 kali H1maks dan untuk

mercu bendung beton dari 0,1 sampai 0,7 kali H.1maks

PERSAMAAN TINGGI ENERGY-DEBIT

Persamaan tinggi energi-debit untuk bendung ambang pendek dengan pengontrol segi empatadalah:

Q = 𝐶𝑑2

3

2

3𝑔𝑏𝐻1

1,5

di mana: Q = debit, m3/dt

Cd = koefisien debit (Cd = C0C1C2)

g = percepatan gravitasi, m/dt2 ( 9,8)

b = panjang mercu, m

H1 = tinggi energi di atas mercu, m.

C0 adalah fungsi dari H1/r Gambar B

C1 adalah fungsi dari p/H1 Gambar C

0

0.7

0.8

0.9

1.0

1.0 2.0 3.0

Fakto

r pen

gura

ng

an k

oe

fisie

nd

eb

it C

1

perbandingan P/H1

+ w.j.v.d. OORD 1941

P/H1 ~ 1.5

0.99

++

+

C2 adalah fungsi dari p/H1dan kemiringan muka hulu bendung

Gambar D

00.98

1.00

1.02

1.04

0.5 1.0 1.5

p

H1

V1 /2g

2

kemiringan sudut

terhadap garis vertikal1:0.33 18°26'1:0.67 33°41'1:1 45°00'

koefisie

n k

ore

ksi C

2

perbandingan P/H1

1:11:0.67

1:0.33

Dalam tahap perencanaan p dapat diambil setengah jarak dari

mercu sampai dasar rata-rata sungai sebelum bendung tersebut

dibuat. Untuk harga-harga p/h1 yang kurang dari 1,5, maka Gambar

C dapat dipakai untuk menemukan faktor pengurangan C1

Harga-harga koefisien koreksi untuk pengaruh kemiringan muka

bendung bagian hulu terhadap debit diberikan pada Gambar D

Harga koefisien koreksi, C2, diandaikan kurang lebih sama dengan

harga faktor koreksi untuk bentuk-bentuk mercu tipe Ogee.

Harga-harga faktor pengurangan aliran tenggelam f sebagai fungsi

perbandingan tenggelam dapat diperoleh dari Gambar E

Faktor pengurangan aliran tenggelam mengurangi debit dalam

keadaan tenggelam

GAMBAR E

00

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

perb

andin

gan

alir

an tenggela

m

faktor pengurangan aliran tenggelam f

H2/H

1

data dari :A.L.VERWOERD 1941

W.J.v.d.OORD 1941

+

+

+

+

++

H2/H1=1/3