waduk
TRANSCRIPT
Mata Kuliah : Pengembangan Sumber Daya Air
Modul No. 7 : Waduk ( Reservoir )
Tujuan Instruksional Umum (TIU) :
Mahasiswa mengetahui dan memahami secara umum pengertian waduk, mulai dari
perencanaan ketersediaan air, penentuan kapasitas waduk serta pola operasi
pemanfaatan volume waduk sesuai dengan kaidah pengembangan sumber daya air.
Tujuan Instruksional khusus (TIK) :
Mahasiswa mampu menjelaskan pengertian, tujuan serta merencanakan ketersediaan
dan kapasitas waduk sesuai dengan kaidah pengembangan sumber daya air secara
keseluruhan.
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MM PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
7
WADUK (RESERVOIR)
7.1 PENGERTIAN UMUM WADUK
Ada beberapa pengertian yang perlu diketahui terlebih dahulu, yaitu : Waduk
(reservoir, storage) adalah kolam tando air buatan manusia sebagai akibat
dibangunnya bendungan di sungai dengan ukuran volume yang besar. Telaga
adalah kolam tando air yang terdapat di alam yang ukuran volumenya kecil. Apabila
ukurannya besar maka disebut danau.
Active storage (useful strorage, usable storage, working storage, volume waduk
aktif) adalah volume waduk yang dapat digunakan untuk memenuhi salah satu atau
lebih tujuan pembangunannya (pengairan PLTA, pengendalian banjir dan lain-lain).
In active storage (volume waduk tidak aktif) adalah volume waduk antara bagian
terbawah dari bangunan pengeluaran dengan permukaan air terendah untuk
operasi.
Dead storage (volume waduk mati) adalah volume waduk yang terletak di bagian
terbawah dari bangunan pengeluaran.
Flood storage (volume waduk banjir) adalah sebagian dari volume waduk aktif yang
digunakan untuk mengontrol (meredam) banjir yang terjadi.
Reservoir capacity (gross storage, gross reservoir, storage capacity, kapasitas
waduk, volume total waduk) adalah volume total waduk yang meliputi volume active
storage, in active storage dan dead storage.
7.2 MENENTUKAN KAPASITAS VOLUME WADUK
7.2.1. Berdasar Data Topografi
Setelah lokasi dan as bendungan ditentukan maka perlu menghitung volume total
waduk. Untuk keperluan ini diperlukan peta topografi dengan skala 1 : 10.000
dengan beda tinggi (kontur) 5 m atau 10 m. Harus dicari luas yang dibatasi oleh
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MM PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
masing-masing kontur dengan planimeter. Kemudian dicari volume yang dibatasi
oleh 2 garis kontur yang berurutan.
Akan diambil suatu contoh seperti terlihat pada gambar 7.1. Misalnya elevasi dasar
sungai yang akan menjadi dasar waduk dalah + 100,00 sedangkan elevasi
permukaan waduk penuh air adalah + 130,00.
Gambar 7.1. Penampang memanjang waduk
Gambar 7.2. Lay out dari waduk
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MM PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
Luas waduk pada masing-masing elevasi dicari, yaitu :
F100 untuk elevasi + 100,00.
F105 untuk elevasi + 105,00
F110 untuk elevasi + 110,00.
F115 untuk elevasi + 115,00.
F120 untuk elevasi + 120,00.
F125 untuk elevasi + 125,00.
F130 untuk elevasi + 130,00.
Masing-masing beda tinggi antara 2 kontur yang berururtan adalah 5 meter, kecuali
yang paling atas atau dasar waduk misalnya + 133,00 (berarti 3 m). Volume antara 2
kontur yang berurutan dapat dicari yaitu :
V105 = )F.FFF.(5.3
1105100105100 , sedang 5 adalah beda tinggi antara 2 kontur.
Dengan rumus yang sama dapat dicari :
V110 = )F.FFF.(5.3
1110105110105
V105 = )F.FFF.(5.3
1115110115110
Demikian seterusnya dapat dicari V120, V125 dan V130.
Sesudah semua luas dan volume masing-masing diketahui lalu digambarkan pada
sebuah grafik hubungan antara elevasi, luas dan volume waduk.
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MM PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
Garfik 7.1. Hubungan antara elevasi, luas dan volume waduk.
Dari grafik tersebut dengan mudah dapat dicari luas dan volume setiap elevasi
tertentu dari waduk. Dengan demikian luas dan volume total waduk dapat ditentukan
pula.
7.2.2. Berdasar Data Hidrologi
Data debit air, baik yang diukur secara langsung di sungai maupun yang diperoleh
dari curah hujan yang dikonversikan ke debit air, disusun dalam sebuah tabel. Makin
panjang data pengukuran, hasilnya semakin baik dan untuk itu diambil sekurang-
kurangnya 30 tahun. Sebagai periode waktu diambil : bulanan, setiap 10 hari, setiap
minggu (7 hari), setiap 6 hari, setiap 5 hari atau setiap 3 hari sekali. Makin pendek
periode waktu hasilnya akan makin teliti tetapi akan makan waktu lama, oleh karena
itu apabila diambil bulanan atau setiap 10 hari (1 bulan diambil 3 periode) hasilnya
sudah cukup memadai.
Untuk jelasnya akan diambil contoh pengukuran selama 3 tahun dengan periode
waktu bulanan (terdapat 36 periode data), yaitu pada table 7.1. Kolom (2)
menunjukkan periode pengukuran. Debit rata-rata bulanan adalah jumlah kolom (3)
dibagi 36 yaitu terdapat 610 m3/detik. Kolom (4) adalah nilai kumulatif dari kolom (3).
Kolom (5) adalah perbedaan antara kolom (3) dengan debit rata-rata. Sedangkan
kolom (6) adalah nilai kumulatif dari kolom (5).
Kemudian dapat digambarkan grafik hubungan antara waktu dan debit air kumulatif
atau kolom (4). Grafik yang terjadi disebut garis massa debit (mass duration curve).
Garis OA menunjukkan debit rata-rata = 12nx
Q, sedang n adalah jumlah tahun data.
Dapat dibuat garis singgung atas yaitu garis a dan garis singgung b yang semuanya
sejajar dengan garis OA. Perbedaan tinggi antara garis a dan b dikalikan sengan 1
bulan (periode waktu, sama dengan 30 x 24 x 60 x 60 detik) menunjukkan volume
waktu yang direncanakan.
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MM PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
Apabila data waktu pengukuran cukup panjang, missal 30 tahun, cara ini akan
mengalami kesukaran karena skalanya terpaksa disesuaikan dengan ukuran kertas
yang dengan sendirinya menjadi kurang teliti. Oleh karena itu, supaya teliti garis
debit rata-rata dibuat mendatar dengan cara menggunakan kolom (6) dan bukan
kolom (4) dari table 7.1. Untuk jelasnya dapat dilihat di dalam grafik 7.2 (b).
(a). Debit rata-rata miring. (b). Debit rata-rata mendatar.
Grafik 7.2. Garis massa debit.
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MM PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
Tabel 7.1 Debit air sungai selama 3 tahun
Tahun
Periode
penguku
ran
Debit rata-
rata
bulanan
m3/d
Debit
kumulatif
kolom (3)
m3/d
Perbeda
an dari
mean
m3/d
Kumulatif
perbedaan
dari mean
m3/d
Keterangan
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
1
1
600
600
-
10
-
10
Yang diketahui
kolom (1), (2)
dan (3)
2 650 1250 + 40 + 30
3 800 2050 + 190 + 220
4 750 2800 + 140 + 360
5 590 3350 - 40 + 300 Debit rata-rata
6 600 3950 - 10 + 290 =
bl12x3
Q
7 580 4530 - 30 + 260
8 400 4930 - 210 + 50
9 450 5380 - 160 - 110
10 700 6080 + 90 - 20
11 1000 7080 + 390 + 370 = 21960 m3/d
12 900 7980 + 290 + 660 36
2 1 550 8530 - 60 + 600 = 610 m3/d
2 700 9230 + 90 + 690
3 750 9980 + 140 + 830 Kolom (4)
adalah nilai
kumulatif dari
kolom (3).
Kolom (5)
adalah kolom
(3) – debit
rata-rata.
Kolom (6)
adalah nilai
kumulatif
kolom (5).
4
650
10630
+
40
+
870
5 500 11130 - 110 + 760
6 450 11580 - 160 + 600
7
350
11930
-
260
+
340
8
330
12260
-
280
+
60
9 250 12510 - 360 - 300
10
400
12910
-
210
-
510
11 500 13410 - 110 - 620
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MM PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
12 600 14010 - 10 - 630
3 1 550 14560 - 60 - 690
2 650 15210 + 40 - 650
3 800 16010 + 190 - 460
4 900 16910 + 290 - 170
5 700 17610 + 90 - 80 Σ Q =
21960 m3/d.
m3/d = m
3/detik
6 600 18210 - 10 - 90
7 450 18660 - 160 - 250
8 300 18960 - 310 - 560
9 200 19160 - 410 - 970
10 600 19760 - 10 - 980
11 1000 20760 + 390 - 590
12 1200 21960 + 590 0
Volume air yang dihitung dengan cara ini merupakan jumlah total volume air yang
masuk ke dalam waduk (inflow).
Dengan sendirinya volume waduk total yang dihitung berdasarkan keadaan
topografi belum tentu sama dengan volume total waduk berdasarkan inflow.
Keadaan yang paling baik dicapai, apabila volume total waduk berdasarkan
kapasitas atau daya tampung waduknya lebih besar. Ini berarti bahwa air yang
harus dibuang lewat bangunan pelimpah relatif sedikit.
Demikian pula umur waduk lebih panjang karena dapat menampung lumpur lebih
banyak. Sebaliknya apabila volume total waduk berdasarkan keadaan topografi
lebih kecil dari inflow maka debit air yang dibuang lewat bangunan pelimpah relatif
besar. Dalam hal ini perlu diteliti apakah ada kemungkinan menambah volume total
waduk dengan cara menaikkan tinggi bendungan, biarpun misalnya harus
membangun tanggul sisi. Dengan sendirinya harus diperiksa nilai ekonomisnya,
apabila masih ekonomis dapat dipertimbangkan.
Apabila volume waduk berdasar topografi terpaksa lebih kecil dibandingkan dengan
inflow maka perhitungan kapasitas bangunan pelimpah harus dilakukan dengan
periode ulang yang cukup besar.
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MM PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
7.2.3. Berdasar Garis Masa Waktu (Duration Mass Curve)
Untuk menentukan karakteristik suatu sungai dapat diperhatikan susunan garis
massa debit yang waktunya dinyatakan dengan persentase. Untuk keperluan itu
data debit disusun mulai dari yang terendah sampai dengan yang tertinggi.
Kemudian dicari berapa kali debit yang bersangkutan terjadi di sungai, seperti pada
table 7.2.
Tabel 7.2.
Debit rat-
rata
bulanan
per Km2
Debit
rata-rata
bulanan
m3/d
Bulan yang dilalui
1 s/d 3 %
waktu Keterangan
1 2 3
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
2
200
12
12
12
36
100
Daerah aliran
sungai = 100 km2 2,50 250 12 12 11 35 97,22
3,00 300 12 11 11 34 94,44
3,30 330 12 11 10 33 91,67
3,50 350 12 10 10 32 88,89
4,00 400 12 9 10 31 86,11
4,50 450 11 8 10 29 80,56
5,00 500 10 7 9 26 72,22
5,50 550 10 5 9 24 66,67
5,80 580 9 4 8 21 58,33
6,00 600 8 4 8 20 55,56
6,50 650 6 3 6 15 41,67
7,00 700 4 2 5 11 30,56
7,50 750 4 1 4 9 25,00
8,00
800
3
-
4
7
19,44
9,00 900 2 - 3 5 13,89
10,00 1000 1 - 2 3 08,33
12,00 1200 - - 1 1 02,78
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MM PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
Kalau kolom (1) dan (7) digambarkan dalam 1 grafik akan terlihat karakteristik dari
sungai tersebut, artinya kalau pun ada perbedaan tetapi relatif kecil saja. Grafik
yang terjadi inilah yang disebut garis massa waktu (duration mass curve).
Garis massa waktu dapat dipakai untuk menghitung penggunaan air pada PLTA.
Grafik 7.3. Grafik Massa waktu suatu sungai
Untuk perhitungan penggunaan air apabila diambil debit rata-rata penuh, pda tahun
kering akan mengalami kekurangan air. Sebaliknya apabila diambil di bawah debit
rata-rata, pada musim penghujan akan banyak air yang melimpah melewati
bangunan pelimpah. Oleh karena itu, untuk keamanan, didalam perhitungan
biasanya diambil kira-kira 95% x debit rata-rata. Untuk perhitungan PLTA. Energi
yang dihasilkan dengan pengambilan 95% x debit rata-rata ini disebut energi pasti
(firm energi).
Pada waktu musim hujan ada energi tambahan yang dapat dimanfaatkan (daripada
dilewatkan bangunan pelimpah) yang disebut energi kedua (secondary energy). Jadi
energi ini hanya timbul pada waktu musim hujan, sebaliknya pada waktu musim
kering tidak ada energi ini.
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MM PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
FSL
MOL
lumpur
1
2 3
4
7.3 BATASAN TINGGI AIR UNTUK OPERASI WADUK
Merupakan beda tinggi antara permukaan air tertinggi pada waktu waduk penuh
air dengan permukaan air terendah waduk untuk operasi.
FSL atau Full Supply Level adalah permukaan air tertinggi pada waktu waduk penuh
untuk operasi.
MOL atau Minimum Operating Level adalah permukaan air terendah waduk untuk
dapat dioperasikan, jadi di bawah permukaan air ini waduk tidak boleh dioperasikan.
Hal ini untuk mencegah hanyutnya Lumpur dan pasir halus yang dapat merusak
saluran air dan atau turbin air di gedung sentral.
Untuk menghitung nilai ekonomis proyek didasarkan pada kedua angka FSL dan
MOL ini. MOL ditentukan berdasar tinggi Lumpur yang diperkirakan akan terjadi di
dalam waduk dan harus terletak di atas bagian atas dari saluran pengambilan untuk
jelasnya dapat dilihat pada contoh gambar 7.4.
a. bendungan beton
b. pintu air
c. saluran pengambilan
d. menara bangunan pengambilan
Gambar 7.3. Contoh potongan melintang bendungan
Untuk mencari FSL diambil 3 @ 4 keadaan yang terletak di bawah permukaan
puncak bendungan misalnya FSL1, FSL2, FSL3 dan FSL4. Dari gambar perencanaan
dan data lainnya dapat dihitung volume pekerjaan utama dan biayanya. Kemudian
dapat dihitung pula Benefit Cost Ratio untuk keempat keadaan. Dari FSL1 dan MOL1
dapat dihitung BCR1. Dari FSL2 dan MOL2 dapat dihitung BCR2. Dari FSL3 dan
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MM PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
dapat MOL3 dihitung BCR3. Dari FSL4 dan MOL4 dapat dihitung BCR4. Kemudian
dari keempat BCR tersebut digambarkan di dalam gambar, seperti contoh pada
gambar 6.4. Kemudian ditarik garis melalui titik-titik BCR1, BCR2, BCR3, BCR4, yang
pada umumnya berbentuk garis lengkung.
Gambar 6.3. Cara mencari FSL
Kemudian ditarik garis singgung yang sejajar dengan sumbu horizontal dari titik
singgung ini ditarik garis yang sejajar dengan sumbu BCR maka terdapat garis AB.
Dengan memperhatikan skala dapat diukur jaraj antara MOL dan FSL yang
dinyatakan dalam meter dan inilah yang dicari.
7.4 TINGGI RUANG BEBAS WADUK (TINGGI JAGAAN, FREE BOARD)
Sampai dengan tahun 1988, belum ada standar tentang tinggi ruang bebas,
sehingga masih terdapat 2 pendapat yang tidak sama.
Pendapat pertama mengatakan bahwa : tinggi ruang bebas adalah jarak vertikal
antara puncak bendungan dengan permukaan waduk pada waduk banjir tertinggi
(Top Water Level). Pendapat ini dipakai di Inggris, Swedia dan beberapa negara
Eropa lainnya.
MOL FSL1 FSL2 FSL3 FSL4
Tinggi m
BCR
BCR3
BCR1
BCR2 BCR4
BC
R %
FS
L
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MM PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
Pendapat kedua mengatakan bahwa : tinggi ruang bebas adalah jarak vertikal
antara puncak bendungan dengan permukaan waduk pada waktu air (Full Supply
Level), pada waktu air mulai melimpah melewati ambang bangunan pelimpah.
Pendapat ini dipakai di Jepang dan sekarang ICOLD memakainya juga. Meskipun
ICOLD telah memakai pendapat ini, tetapi ternyata masih banyak yang belum
memakainya. Didalam uraian ini akan dipakai pendapat yang kedua disesuaikan
dengan ICOLD.
Faktor-faktor yang perlu mendapat perhatian di dalam perhitungan adalah sebgai
berikut :
a. Untuk bendungan urugan, besar tingginya ruang bebas harus diambil 1 meter
lebih tinggi dibanding dengan bendungan beton karena air sama sekali tidak
boleh melimpah melewati puncak bentungan.
b. Penggian puncak bengungan urugan selama pembangunan (camber), tidak
boleh dihitung sebagi bagian dari tinggi ruang bebas.
c. Apabila di sebelah hilir bendungan terdapat daerah yang padat penduduknyua
atau terdapat bangunan yang sangat vital maka tinggi ruang bebas harus diambil
lebih besar.
d. Demikian pula, tinggi ruang bebas harus diambil lebih besar apabila terdapat
keadaan-keadaan sebagai berikut :
- terdapat resiko macetnya pembukaan pintu air bangunan pelimpah.
- terdapat resiko longsornya tebing waduk dan masuk ke dalam waduk.
- data hidrologi yang tersedia kurang lengkap.
Terdapat 3 cara yang dapat dipakai untuk menentukan tinggi ruang bebas dan
diambil angka yang terbesar.
[1] Permukaan air tertinggi pada waktu banjir (TWL)
Pada waktu terjadi banjir, permukaan air waduk akan naik sedikit demi sedikit
sampai air mencapai permukaan waduk (FSL). Pada saat itu air waduk mulai
melimpah melewati ambang bangunan pelimpah karena permukaannya dibuat sama
dengan FSL. Sehingga sebagian air akan melimpah dan sebagian lagi akan
menyebabkan naiknya permukaan air waduk. Permukaan air waduk ini akan terus
naik sampai mencapai permukaan air tertinggi yaitu TWL. Sesudah itu permukaan
air waduk akan turun kembali bersamaan dengan redanya banjir. Permukaan air
tertinggi TWL inilah yang harus dicari dengan perhitungan ruting banjir (flood
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MM PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
FSL
MOL
≤
≥
tr
Ha
H1
routing). Di dalam perhitungan ruting banjir, termasuk menentukan volume efektif
dari waduk dan debit banjir maksimal yang akan dilewatkan bangunan pelimpah.
Tinggi ruang bebas adalah sama dengan TWL dikurangi FSL ditambah dengan
tinggi tambahan sebagai angka keamanan.
Tinggi ruang bebas tr = H1+Ha……………………………………………(7.1)
Keterangan : tr = tinggi ruang bebas
H1 = selisih antara TWL dengan FSL
Ha = angka keamanan
TWL
Gambar 7.5. Tinggi ruang bebas
[2] Permukaan air tertinggi sebagai akibat tinggi gelombang angin dan lain-lain
Angin dapat menimbulkan gelombang yang menyebabkan permukaan air
waduk naik. Ada 3 macam gelombang akibat angin yaitu :
a. tinggi gelombang angin (hw1)
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MM PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
1. Menurut rumus Zuiderzee (Belanda).
Apabila terjadi angin yang bertiup secara terus menerus dan teratur ke
arah bendungan maka akan timbul gelombang angin (wind set up)
yang tingginya dapat dihitung melalui rumusu Zuidenzee :
S = .Acosd.k
V2
……………………….. ……………… (7.2)
Keterangan : S = tinggi gelombang angin (m)
V = kecepatan angin di atas air (Km/jam)
F = fech yaitu jarak normal dari tepi waduk di depan
bendungan dengan bendungannya sendiri (Km),
makin jauh nilainya makin besar
d = dalamnya waduk rata-rata (m)
A = sudut antara angin dengan fetch (derajat)
k = angka koefisien biasanya diambil 62
2. Menurut slope protection methods.
Menurut laporan tentang slope protection methods yang disusun oleh
sub committee on slope protection, Soil Mechanics and Foundation
Division, Proceedings, The Society of Civil Engineers (Amerika Serikat)
terdapat table sebagai berikut :
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MM PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
Tabel 7.3. Hubungan antara fetch, kecepatan angina dan tinggi
gelombang
No.
Fetch
(mile)
Kecepatan Angin
(mph)
Tinggi gelombang
(feet)
1.
1
50
2,70
2. 1 75 3,00
3. 2,50 50 3,20
4. 2,50 75 3,60
5. 2,50 100 3,90
6. 5 50 3,70
7. 5 75 4,30
8. 5 100 4,80
9. 10 50 4,50
10. 10 75 5,40
11.
10 100 6,10
Mph = mile per hour, mill per jam 1 mph = 1,609 Km/jam
Dari kedua cara yaitu (1) dan (2) dimabil yang terbesar, maka terdapat
hw1.
b. Tinggi gelombang di atas angin (hw2)
Stevenson telah menemukan rumus yang kalau dijadikan system matrik
menjadi :
Hw = 0,34 F + 0,74 - 4 F …………………………………… (7.3)
Keterangan : hw = tinggi gelombang di atsa gelombang angin (m).
F = fetch (Km).
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MM PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
Untuk F yang panjangnya lebih dari 20 Km, rumusnya dapat
disederhanakan sehingga menjdi hw = 0,34. F
Gelombang angin merupakan garis lengkung, demikian pula gelombang di
atasnya maka tingginya tidak perlu diperhitungkan penuh, tetapi cukup
diambil antara 65% - 75%, yang untuk amannya diambil 75%. Maka hw2 =
0,75 . hw
c. Tinggi gelombang yang merambat ke sebelah hulu bendungan (hw).
Biasanya dipakai rumus :
V²
hw3 = -------------- ……………………………( 7.4 )
2 g
Keterangan : hw3 = tinggi gelombang yang merambat ke hulu (m).
V = kecepatan angin (m/detik)
g = percepatan gravitasi bumi = 9,78 m/detik
Tinggi gelombang sebagai akibat tinggi gelombang angin = hw1 + hw2 +
hw3.
d. Tinggi gelombang sebagai akibat gempa bumi (he)
Seichi Sato telah menemukan rumus sebagai berikut :
____
Keterangan : he = tinggi gelombang sebagai akibat gempa bumi (m).
k = koefisiensi gempa bumi (0,10-0,30)
t = waktu terjadinya gelombang gempa bumi (detik)
Ho = dalamnya waduk rata-rata.
e. Tinggi keamanan sebagai akibat tipe bendungan (hi)
he = √ g. Ho . …………………...………… ( 7.5 ). k . t
2π
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MM PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
Bendungan urugan kurang stabil terhadap bahaya limpahan air yang
melewati puncak bendungan, oleh karena itu tinggi ruang bebasnya dibuat
lebih tinggi yaitu 1 m di atas untuk bendungan beton. Jadi apabila
bendungan beton perlu 2 m maka untuk bendungan urugan perlu 3 m.
f. Tinggi keamanan terhdapa macetnya pembukaan pintu air bangunan
pelimpah (ha)
Membuat anggapan – anggapan tentang lama dan kapan pintu air
bangunan pelimpah macet tentunya tidak mudah, oleh karena itu biasanya
diambil berdasar pengalaman yaitu ha dimabil = 0,50 m.
g. Tinggi gelombang sebagai akibat risiko longsor tebing ke dalam waduk (hs)
Inipun tidak mudah memperkirakan volume tanah yang diperkirakan akan
longsor dan masuk ke dalam waduk, jadi di sini pun hanya berdasar
anggapan saja. Diperkirakan tanah di sekitar waduk yang tidak stabil dan
kemungkinan longsor dan valume ini dianggap masuk ke dalam waduk.
Karena luas waduk diketahui maka kenaikan airnya sama dengan :
Keterangan : hs = tinggi gelombang sebagai akibat longsornya tanah
(m)
V = volume tanah yang tidak stabil (m3)
A = luas waduk (m2)
Dengan demikian tinggi permukaan waduk yang tertinggi sebagai akibat
tinggi gelombang angin, di atas gelombang angin akibat gempa bumi,
gelombang yang merambat ke hulu, macetnya pembukaan aintu air
bangunan pelimpah dan longsornya tanah ke dalam waduk adalah :
hs = ……... …………………...………… ( 7.6 ). V
A
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MM PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
Hw = hw1 + hw2 + hw3 + he + hi + ha + hs.
[3] Standar minimal tinggi ruang bebas
The Japanese National Committee on Large Dams (JANCOLD) telah
menyusun standar minimal tinggi ruang bebas seperti table 7.4. Di dalam
standar ini maka yang diambil sebagai permukaan air tertinggi adfalah FSL
dan bukan TWL.
Tabel 7.4. Standar ruang bebas menurut JANCOLD.
Nomor
Tinggi bendungan (m)
Bendungan beton
Bendungan urugan
1.
< 50
1 m
2 m
2. 50 – 100 2 m 3 m
3. > 100 2,50 m 3,50 m
Dari ketiga cara tersebut di atas yaitu sub bab 7.4.[1}, 7.4.[2] dan 7.4.[3]. lalu
diambil salah satu nilai yang terbesar sebagai tinggi ruang bebas.