waduk

19
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.

Upload: ddprayoedha

Post on 27-Jan-2016

220 views

Category:

Documents


1 download

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 :

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

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.