Transcript PERANCANGAN BENDUNG

I Putu Gustave Suryantara Pariartha
Pengertian Bendung
Bendung adalah suatu bangunan yang diletakkan melintang pada suatu
daerah aliran (sungai) dengan tujuan untuk menaikkan elevasi muka air yang
kemudian akan digunakan untuk mengaliri daerah yang lebih tinggi atau
daerah yang sama tinggi. Bendung ini bukan untuk menampung air, tetapi
untuk menaikkan elevasi muka air
JENIS BENDUNG
• Bendung tetap (permanent)
Yaitu bendung yang dibangun dengan perencanaan debit kala ulang
tertentu, misalnya 50 tahun, 100 tahun, dan sebagainya. Dengan
pengeksploitasian yang teratur dimana air ditinggikan kemudian
dilimpahkan lagi.
• Bendung sementara (tidak permanent)
Yaitu bendung yang dibangun tanpa perencanaan jangka waktu
tertentu atau tanpa perhitungan debit periode ulang tertentu seperti
di atas.
DATA-DATA
Data Peta Topografi.
Hal ini perlu untuk penyelidikan situasi sungai yang disyaratkan sebagai wilayah bendung, serta
pencarian catchment area sungai dan stasiun hujan disekitar lokasi sebagai data perencanaan.
Data Hidrologi.
Mendesain bendung memerlukan data hidrologi antara lain data debit sungai (tengah bulanan,
bulanan, tahunan) dan data hujan yang ada. Data ini dimaksudkan untuk mendapatkan debit
banjir terbesar untuk perencanaan bendung.
Data Geologi.
Penyelidikan ini meliputi beberapa hal, seperti :
Macam tanah dasar serta tabel lapisannya untuk perencanaan pondasinya.
Tanah dasar untuk menentukan panjang lantai muka bendung serta besarnya uplift pressure.
Data Mekanika Tanah
Penyelidikannya meliputi :
Tegangan tanah yang diijinkan.
Koefisien geser antara dasar bendung dengan tanah dasar.
Angka permeability tanah di sekitar bendung.
Tegangan geser tanah yang diijinkan.
FUNGSI BENDUNG SECARA UMUM
• Pada musim kemarau debit sungai kecil, pintu
pembilas ditutup rapat agar air dapat disadap
semaksimal mungkin.
• Pada musim hujan, debit melebihi kebutuhan
dan ambang bendung dapat berfungsi sebagai
peluap/spillway.
SYARAT_SYARAT KONSTRUKSI
BENDUNG
• Bendung harus stabil dan mampu menahan tekanan air pada waktu banjir.
• Bendung harus diperhitungkan terhadap daya tekanan tanah ke bawah.
• Bendung dapat menahan bocoran / seepage karena aliran sungai dan
aliran air meresap ke dalam tanah.
• Tinggi ambang bendung memenuhi tinggi muka air minimum untuk
seluruh daerah irigasi.
• Peluap berbentuk sedemikian rupa agar air dapat membawa pasir, kerikil,
batuan, serta yang lainnya tanpa merusak konstruksi bendung.
• Ambang bendung diperhitungkan sedemikian rupa terhadap banjir-banjir
besar dengan perlengkapan konstruksi pintu pembilas.
• Biaya pembangunan dan pemeliharaan harus hemat dan ekonomis.
• Kerusakan-kerusakan tubuh bendung oleh banjir harus sekecil mungkin.
SYARAT LOKASI BENDUNG
• Profil sungai dengan topografi yang baik dan profil sungai serta
kelandaian yang teratur.
• Sungai lurus atau belokan dengan jari-jari yang besar dengan arah
pengaliran yang tetap untuk menghindari terjadinya penggerusan.
• Sungai dengan tanah dasar yang cukup kuat, kedap air, tanggul
banjirnya sependek mungkin serta mudah duhubungkan ke saluran
pembawa.
• Belokan-belokan harus dihindari dengan mencari lokasi dimcoumpure
yang seideal mungkin. Pengalihan jalur sungai yang lurus dimana
sungai baru dibangun melewati bendung yang dibangun.
TIPE MERCU BENDUNG
Tipe Vlugter.
Tipe ini diigunakan pada tanah dasar aluvial dengan kondisi sungai tidak
membawa batuan-batuan besar. Tipe ini banyak dipakai di Indonesia.
Tipe Schoklitser.
Tipe ini merupakan modifikasi dari tipe Vlugter yang terlalu besar yang
mengakibatkan gauan dan koperau yang sangat besar. Secara khusus tipe ini
dipakai bila R ≥ 8 m dan ∆H ≥ 4,5 m.
Tipe Ogee.
Tipe ini digunakan pada tanah dasar yang lebih baik daripada aluvial, dengan
sungai yang membawa banyak batu, agar tidak cepat tergerus maka dibuat
koperau yang masuk ke dalam tanah.
Tipe Bulat.
Bendung dengan mercu bulat memiliki harga koefisien debit yang jauh lebih
tinggi (44%) dibandingkan dengan koefisien bendung ambang lebar. Pada sungai
ini akan banyak memberikan keuntungan karena bangunan ini akan mengurangi
tinggi muka air hulu selama banjir.
BAGIAN-BAGIAN BENDUNG
Tubuh bendung.
Yang dimaksud dengan tubuh bendung adalah bagian yang selalu atau boleh
dilewati air baik dalam keadaan normal maupun banjir. Tubuh bendung
harus aman terhadap:
• Tekanan air.
• Tekanan akibat perubahan debit yang mendadak.
• Tekanan sedimen di muka bendung.
• Akibat berat sendiri.
Konstruksi tubuh bendung biasanya terbuat dari pasangan batu kali atau
beton.
BAGIAN-BAGIAN BENDUNG
Bangunan penguras.
Untuk mengurangi aliran air yang bergolak (turbulent) yang terjadi di dekat
Intake maka perlu dibangun under sluice dan tubuh bendung dipisahkan oleh
dinding pemisah. Puncak ambang dari under sluice dijaga agar lebih rendah
daripada puncak ambang bendung sehingga akan membantu membawa
debit pada musim kering yang kecil ke arah under sluice.
Normalnya permukaan dasar saluran terdalam waktu musim kering. Puncak
ambang dari bendung lebih tinggi dari permukaan puncak ambang under
sluice ± 1,5 m. Dengan membuka pintu penguras akan menghanyutkan
endapan lumpu yang terdapat di depan intake maupun under sluice.
BAGIAN-BAGIAN BENDUNG
Dinding pemisah.
Terbuat daei susunan baru kaki atau beton yang dibangun di sebelah kanan
sumbu bendung dan membatasi antara tubuh dengan under sluice.
Fungsi utama dari dinding pemisah:
Membagi antara bendung utama dan under sluice karena kedudukan under
sluice lebih rendah dari tubuh bendung.
Membantu mengurangi arus yang bergolak di dekat intake sehingga lumpur
akan mengendap di under sluice dan air yang bebas dari lumpur kasuk ke
intake.
BAGIAN-BAGIAN BENDUNG
Pintu pengambilan (Canal Head regulator).
Fungsinya:
Mengatur pemasukan air ke dalam saluran.
Mengontrol masuknya lumpur ke dalam saluran.
Menahan banjir sungai masuk ke saluran.
JENIS-JENIS
BENDUNG
I Putu Gustave Suryantara Pariartha
BENDUNG TETAP
BENDUNG TEGAL
(YOGYAKARTA)
BENDUNG TUKAD
UNDA (BALI)
BENDUNG BATH AVON
(TURKI)
BENDUNG DI SUNGAI
WHARFE (INGGRIS)
BENDUNG AMBANG GERGAJI
(JAKARTA)
BENDUNG GERAK
TIPE BENDUNG GERAK :
BENDUNG GERAK TIPE RADIAL DI SUNGAI BENGAWAN SOLO
(TAMPAK BELAKANG)
BENDUNG GERAK TIPE RADIAL DI SUNGAI BENGAWAN SOLO
(TAMPAK DEPAN)
BENDUNG GERAK WARU TURI (JAWA TIMUR)
HAGESTEIN WEIR (NETHERLAND)
DUNG KARET
BENDUNG KARET DI ACEH
BENDUNG KARET DI CHINA
BENDUNG SARINGAN BAWAH
HITUNGAN HIDRAULIKA
BENDUNG
TINGGI AIR
MAKSIMUM PADA
SUNGAI
Dengan cara trial and error diccari d3
dimana Q harus sama dengan Qd
HITUNGAN LEBAR
BENDUNG
 Lebar bendung adalah jarak tembok pangkal satu
dengan tembok sisi lainnya.
 Lebar bendung sebenarnya adalah lebar bendung
total yang telah dikurangi oleh tebal pilar.
 Lebar efektif adalah lebar sebenarnya yang telah
diperhitungkan dengan koefisien pilar dan
koefisien konstraksi.
Mencari Lebar Bendung (B)
Bn = b + 2 (1/2) d3
B = 1,2 Bn
Mencari Lebar Efektif Bendung
Hitung b1 total
b1 total = B/10
Menentukan jumlah pintu
pembilas (b1) dan tebal
pilar (t)
Beff = B – Σt – 0,2.Σb1
HITUNGAN ELEVASI
MERCU BENDUNG
Elevasi mercu bendung ditentukan oleh beberapa faktor
antara lain :
- dari saluran tersier ke sawah
o Elevasi sawah tertinggi
o Tinggi genangan
o Kehilangan tekanan
- dari saluran induk ketersier
o Elevasi dasar sungai
- pada bangunan pelimpah
dilokasi bendung
- sepanjang saluran
- pada bangunan ukur
- pada bangunan pengambilan
- untuk eksploitasi
- kemiringan saluran
Elev bendung = Elev sawah tertinggi + total kehilangan tekan
Jadi ketinggian mercu bendung = elev bendung-elev dasar sungai
:
KEDALAMAN MUKA
AIR BANJIR
PINTU PENGURAS
FUNGSI
Menguras bahan-bahan endapat pada sebelah hulu bendung
PENGURAS SAMPING
PEMBILAS BAWAH
PEMBILAS BAWAH 2 PINTU
Operasional Pintu Pembilas
Persamaan Menghitung Kecepatan
Kondisi Under
Sluice
Kondisi Terbuka
Setinggi Mercu
Bendung
LANTAI MUKA
FUNGSI
Teori Bligh
TEORI LANE
PERENCANAAN MERCU
BENDUNG
Bentu mercu di Indonesia :
1. Bentuk Ogee
2. Bentuk Bulat
MERCU TIPE BULAT
MERCU TIPE OGEE
dimana :
x = jarak horisontal
y = jarak vertikal
Hd = tinggi tekan rencana
k = tergantung pada kemiringan
permukaan hilir
n
= parameter
= K . H n-1.Y  K = 2,0 , n = 1,850
xn
x1,850 = 2,0 . 1,8310,850. y
x1,850 = 3,34 y
y = 0,2994 . x1,850
Koordinat titik singgung garis parabola dan garis lurus didapat dari turunan:
dy
dx
= 0,2994.1,85.x0,85
1 = 0,554 . x0,85
x = 2,003 m
Y
= 0,2994 . X1,85
Perpotongan akhir lengkung di
(2.003, 1.082)
= 0,2994 . 2,0031,85
= 1,082 m
Perpotongan kurva Y = 0,2994 . X1,85 dengan garis y = x terletak pada :
x = 2,003 m dari sumbu spillway
y = 1,082 m dari sumbu spillway
DESAIN KOLAM OLAK
Aliran air yang telah melewati mercu pelimpah mempunyai kecepatan yang sangat
tinggi, dengan kondisi ini dapat menimbulkan kerusakan berupa penggerusan pada
bagian belakang pelimpah. Sehingga menyebabkan terganggunya kestabilan bendung
tersebut.
Untuk menghindari hal itu, upaya untuk mengubah kondisi aliran superkritis
menjadi subkritis yaitu dengan jaln meredam energi aliran tersebut.
Untuk pemilihan tipenya digunakan bilangan Froude :
Berdasarkan bilangan Froude, dapat dibuat pengelompokan berikut :
1. Untuk Fr ≤ 1,7 tidak diperlukan kolam olak. Pada saluran tanah bagian hilir harus
dilindungi dari bahaya erosi, saluran pasangan batu atau beton tidak memerlukan
lindungan husus.
2. Bila 1,7 ≤ Fr ≤ 2,5 kolam olak diperlukan untuk meredam energi secara efektif. Pada
umumnya kolam olak dengan ambang ujung mampu bekerja dengan baik, untuk
penurunan muka air ∆z < 1,5 m dapat dipakai bangunan terjun tegak.
3. Jika 2,5 ≤ Fr ≤ 4,5 maka akan timbul loncatan yang tidak terbentuk dengan baik, dan
akan timbul gelombang sampai jarak yang jauh dari saluran. Cara mengatasinya adalah
dengan mengusahakan agar kolam olak untuk bilangan froude ini mampu menimbulkan
olakan (turbulensi) yang tinggi dengan blok halngnya, atau menambah intensitas
psarannya dengan pemasangan blok depan kolam. Blok ini harus berukuran besar (USBR
tipe IV)
4. kalau Fr ≥ 4,5 ini merupakan kolam olak yang paling ekonomis, karena kolam ini pendek.
Tipe ini termasuk USBR tipe III yang dilengkapi dengan blok depan dan blok halang.
Kedalam air pada kaki belakang pelimpah diperoleh dengan persamaan energi
sepanjang suatu garis arus diantara tinggi air maksimum diatas mercu dan pada kaki
bendung pelimpah.
P = tinggi bendung (m)
He = ketinggian air maksimum diatas
bendung (m)
d1 = kedalaman air pada kaki pelimpah (m)
V1 = kecepatan aliran rata-rata pada kaki
belakng pelimpah pada saat Q100
Contoh hitungan
Data-data :
P = 1.4 m
He = Hd = 2,424 m
Q100 = 200 m3/dt
L
= 21.93 m