Bab 4 Perencanaan Konstruksi - Nota Desain

LAPORAN NOTA DESAIN

REVIEW DESAIN EMBUNG PONTOLO

C V. L A G A D A REngineer ing Consultant

J l. C ila c a p N o .11 A n ta p a n i B a n d u n g Te lp . (0 2 2 ) 7 2 0 0 8 1 6

PERENCANAAN KONSTRUKSIBAB 4. PERENCANAAN KONSTRUKSI

4.1. KONSTRUKSI EKSISTING

Embung Pontolo dibangun pada tahun 2007 untuk memenuhi kebutuhan air baku dan irigasi penduduk setempat. Data konstruksi embung Pontolo selanjutnya dijelaskan pada sub bab berikut ini.

4.1.1. Bendungan

Bendungan/tanggul utama embung Pontolo merupakan urugan tanah homogen dengan panjang bendungan dari tebing kiri ke tebing kanan 145 m. Ketinggian bendungan dari dasar sungai s/d puncak dibuat 10 m dengan lebar puncak bendungan 6 m. Sedangkan kemiringan tanggul hulu dibuat 1 : 2,5 dan di hilir 1 : 2.

Konstruksi tanggul : Urugan tanah homogen

Tinggi tanggul dari dasar sungai : 10 m

Lebar puncak tanggul : 6 m

Kemiringan hulu hilir : hulu 1 : 2,5 , hilir 1 : 2

4.1.2. Pelimpah

Pelimpah dikonstruksi menggunakan pasangan batu kali dengan tipe mercu pelimpah bulat. Di hilir mercu tubuh pelimpah dibuat dengan kemiringan 1 H : 1 V. Pelimpah dibangun dengan lebar 10 m dengan tinggi dari puncak mercu spillway s/d puncak bendungan 2 m.

Konstruksi pelimpah : Pasangan batu kali

Lebar pelimpah : 10 m

El. puncak mercu : + 30,00

El. puncak bendungan : + 32,00

4.1.3. Intake

Konstruksi intake terbuat dari pipa galvanis dengan diameter 0,4 m yang disadap di hulu tanggul pada elevasi + 22,00 atau 10 m dibawah puncak bendungan/tanggul utama. Intake dibuat dengan 2 pipa dengan diameter yang sama, 1 pipa untuk suplai air baku dan irigasi dan 1 pipa yang digunakan sebagai spillway tambahan. Di hilir tanggul terdapat saluran menuju ke sungai yang berfungsi untuk mengalirkan air spill out dari intake tersebut.

Konstruksi intake : Pipa galvanis

Diameter dan jumlah pipa : 0,4 m, 2 bh

Panjang pipa : 53 m

El. Inlet di hulu bendungan : + 22,50

El. Outlet di hilir bendungan : + 21,00

1

LAPORAN NOTA DESAIN


Elevasi Tinggi Luas Volume Vol Komulatif

(dpl) (m) (m2) (m3) (m3)

1 Dasar Embung + 27.00 0.00 28,344.27 - - + 28.00 1.00 38,804.28 33,574.28 33,574.28 + 29.00 2.00 50,227.71 44,515.99 78,090.27

2 Puncak Pelimpah (Eksisting) + 30.00 3.00 58,615.89 54,421.80 132,512.07 3 Puncak Pelimpah (Rencana) + 31.00 4.00 64,223.80 61,419.85 193,931.92

+ 32.00 5.00 71,096.95 67,660.37 261,592.29 + 33.00 6.00 77,186.23 74,141.59 335,733.88 + 34.00 7.00 83,409.55 80,297.89 416,031.77

Sumber : Peta Topografi Hasil Pengukuran

No. Keterangan



4.2. REVIEW DESAIN PELIMPAH

Pada embung tipe urugan tidak diperbolehkan terjadi limpasan air (over topping) pada saat terjadi debit banjir. Kelebihan debit pada saat banjir terjadi, harus dibuang melalui pelimpah. Untuk itu pelimpah harus mempunyai kapasitas yang cukup untuk melewatkan debit banjir maksimum.

4.2.1. Skenario Desain

Skenario perencanaan review desain pelimpah embung Pontolo adalah sebagai berikut:

1. Kala ulang yang digunakan sebagai inputan debit adalah Q ½ PMF HSS Nakayasu.

2. Lebar pelimpah yang sebelumnya 10 m di rencanakan dilebarkan menjadi 30 m.

3. Elevasi puncak pelimpah di tinggikan 1 m (menjadi el.+31,00) untuk menambah kapasitas tampungan.

4. Tinggi ambang mercu pelimpah direncanakan 2 m dari lantai apron hulu.

4.2.2. Kapasitas Tampungan

Lengkung kapasitas waduk (storage capacity curve of reservoir) merupakan suatu kurva yang menggambarkan hubungan antara luas muka air (reservoir area), volume (storage capacity) dengan elevasi (reservoir water level). Dari lengkung kapasitas ini akan diketahui berapa besarnya tampungan pada elevasi tertentu, sehingga dapat ditentukan ketinggian muka air yang diperlukan untuk mendapatkan besarnya volume tampungan pada suatu elevasi tertentu.

Perhitungan kapasitas tampungan dapat dicari dengan memakai bantuan data kontur topografi yang didapat dari hasil survey topografi. Perhitungan yang digunakan dalam menghitung kapasitas tampungan adalah dengan menggunakan rumus :

dimana :

V : volume tampungan (m3)

K : beda tinggi kontur (m)

L1 : luas genangan untuk elevasi 1 (m2)

L2 : luas genangan untuk elevasi 2 (m2)

Tabel 4.1 Perhitungan Kapasitas Tampungan Eksisting Embung Pontolo

2

LAPORAN NOTA DESAIN


25,00035,00045,00055,00065,00075,00085,000

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

0 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 300,000 350,000 400,000

Ting

gi (

m)

Volume Tampungan (m3)

LENGKUNG KAPASITAS EKSISTING EMBUNG PONTOLO (TH 2012)

Luas Genangan Waduk (m2)



Gambar 4.1 Lengkung Kapasitas Embung Pontolo

4.2.3. Debit Melalui Pelimpah

Debit yang melalui pelimpah dengan ambang tetap pada embung dihitung berdasarkan rumus sebagai berikut (Sosrodarsono, 1989: 181) :

Q = C . L . H3/2

dengan :

Q = debit yang lewat pelimpah (m3/det)

C = koefisien limpahan

L = lebar efektif ambang pelimpah (m)

H = total tinggi tekan air diatas ambang pelimpah (m)

Koefisien debit (C) dari tipe standart suatu pelimpah dihitung dengan persamaan Iwasaki (Sosrodarsono, 1989: 182) :

Cd = 2,200 – 0,0416 (Hd/W)0,99

dengan :

C = koefisien debit

Cd = koefisien debit pada saat h = Hd

h = tinggi air diatas mercu bendung (m)

Hd = tinggi tekanan rencana diatas mercu bendung (m)

W = P = tinggi bendung bagian hulu (m)

a = konstanta (diperoleh pada saat h = Hd, yang berarti C = Cd)

Pada saat terjadinya limpahan air melintasi mercu suatu pelimpah terjadi konstraksi aliran baik pada kedua dinding samping pelimpah maupun disekitar pilar-pilar yang dibangun diatas mercu pelimpah

3

LAPORAN NOTA DESAIN


Elevasi He P He/P C L L eff Q(m) (m) (m) (m) (m) (m3/dt)

1 2 3 4 = 2/3 5 = 2.2-0.0416*(4)0.99 6 7= (5)-0,2*(2) 8 =(5)*(7)*(2)1,5

31.00 0 2 0.00 2.200 30 30.000 0.00031.20 0.20 2 0.10 2.196 30 29.960 5.88431.40 0.40 2 0.20 2.192 30 29.920 16.58831.60 0.60 2 0.30 2.187 30 29.880 30.37631.80 0.80 2 0.40 2.183 30 29.840 46.61532.00 1.00 2 0.50 2.179 30 29.800 64.93632.20 1.20 2 0.60 2.175 30 29.760 85.08432.40 1.40 2 0.70 2.171 30 29.720 106.87032.60 1.60 2 0.80 2.167 30 29.680 130.14632.80 1.80 2 0.90 2.163 30 29.640 154.79233.00 2.00 2 1.00 2.158 30 29.600 180.70433.20 2.20 2 1.10 2.154 30 29.560 207.79833.40 2.40 2 1.20 2.150 30 29.520 235.99733.60 2.60 2 1.30 2.146 30 29.480 265.23433.80 2.80 2 1.40 2.142 30 29.440 295.45134.00 3.00 2 1.50 2.138 30 29.400 326.593

Sumber : Hasil Perhitungan



tersebut, sehingga secara hidrolis lebar efektif suatu pelimpah akan lebih kecil dari seluruh lebar pelimpah yang sebenarnya. Persamaan yang digunakan untuk menghitung panjang efektif pelimpah dari Civil Engineering Departement U.S. Army adalah (Sosrodarsono, 1989: 183) :

L = L’ – 2(n . Kp + Ka) . H

dengan :

L = panjang efektif pelimpah (m)

L’ = panjang efektif pelimpah sesungguhnya (m)

n = jumlah pilar

Kp = koeifisien konstraksi pilar

Ka = koefisien konstraksi dinding samping (diambil 0,1)

H = tinggi tekan total diatas mercu (m)

Tabel 4.2 Hubungan Tinggi Muka Air dan Debit Melalui Pelimpah

4.2.4. Penelusuran Banjir

Penelusuran banjir adalah merupakan peramalan hidrograf di suatu titik pada suatu aliran atau bagian sungai yang didasarkan atas pengamatan hidrograf dititik lain. Hidrograf banjir dapat ditelusuri lewat palung sungai atau lewat waduk. Tujuan penelusuran banjir waduk adalah peramalan terhadap kelakuan sungai setelah terjadi perubahan keadaan palung sungai (misalnya : adanya pembangunan bendungan/bendung atau pembuatan tanggul).

Data yang diperlukan pada penelusuran banjir lewat waduk adalah :

Hubungan volume tampungan dengan elevasi waduk.

Hubungan debit keluar (outflow) dengan elevasi muka air di waduk serta hubungan debit keluar dengan tampungan.

Hidrograf inflow, I = I(t)

4

LAPORAN NOTA DESAIN


Elevasi He S S/∆t Q Q/2 Ψ Ф

(m) (m) m3 ∆t = 3600 dt (m3/dt) (m3/dt) (m3/dt) (m3/dt)

1 2 3 4 = [3]/3600 5 6 = [5]/2 7 = 4 - 6 8 = 4+631.00 0.00 0.00 0.000 0.000 0.000 0.000 0.00031.20 0.20 13,175.92 3.660 5.884 2.942 0.718 6.60231.40 0.40 26,351.83 7.320 16.588 8.294 -0.974 15.61431.60 0.60 39,527.75 10.980 30.376 15.188 -4.208 26.16831.80 0.80 52,703.66 14.640 46.615 23.308 -8.668 37.94832.00 1.00 65,879.58 18.300 64.936 32.468 -14.168 50.76832.20 1.20 80,127.36 22.258 85.084 42.542 -20.284 64.79932.40 1.40 94,375.14 26.215 106.870 53.435 -27.220 79.65032.60 1.60 108,622.92 30.173 130.146 65.073 -34.900 95.24632.80 1.80 122,870.71 34.131 154.792 77.396 -43.265 111.52733.00 2.00 137,118.49 38.088 180.704 90.352 -52.264 128.44133.20 2.20 152,394.71 42.332 207.798 103.899 -61.567 146.23133.40 2.40 167,670.92 46.575 235.997 117.998 -71.423 164.57433.60 2.60 182,947.14 50.819 265.234 132.617 -81.799 183.43633.80 2.80 198,223.36 55.062 295.451 147.725 -92.663 202.78734.00 3.00 213,499.58 59.305 326.593 163.297 -103.991 222.602




Nilai awal dari tampungan S, inflow I dan debit keluar Q pada t = 0

Nilai awal tampungan, diambil pada kondisi muka air normal atau muka air setinggi mercu spillway. Untuk waduk pengendali banjir, nilai tampungan disesuaikan dengan pedoman operasinya. Untuk keamanan bendungan, disarankan diasumsikan pintu intake dalam keadaan tertutup.

Metode penelusuran banjir di waduk yang lazim digunakan yaitu, “Modified Pul’s Method”, dengan persamaan sebagai berikut :

dimana :

I1, I2 = inflow pada waktu t1, t2

Q1, Q2 = outflow pada waktu t1, t2

S1, S2 = volume tampungan pada waktu t1, t2

Persamaan dengan periode penelusuran Δt setelah disederhanakan akan menjadi :

Bila debit masuk, hubungan volume tampungan dengan elevasi muka air, hubungan outflow dengan elevasi muka air, volume tampungan awal, debit keluar awal semuanya diketahui, maka persamaan tersebut di atas dapat digunakan setahap demi setahap untuk menghitung perubahan tampungan waduk dan outflow yang disebabkan oleh setiap banjir.

Setelah bagian kiri dari persamaan diketahui semuanya, maka bagian kanan persamaan yaitu

Dapat dihitung. Dengan menggambar kurva hubungan antara dengan

elevasi serta kurva hubungan antara outflow O dengan elevasi, maka dapat diketahui hubungan antara O dengan (S2 + O/2).

Pada awal penelusuran, volume tampungan awal (S) debit keluar (Q) dan debit masuk (I) diketahui. Setelah langkah waktu Δt telah ditetapkan, maka seluruh komponen persamaan bagian kiri telah

diketahui semuanya, sehingga bagian kanan persamaan yang merupakan fungsi dapat

dihitung.

Tabel 4.3 Hubungan Debit Melalui Pelimpah dan Tampungan

5

LAPORAN NOTA DESAIN


t Q 1/2PMF (I1 + I2)/2 Ψ Ф Qout He Elevasi MAB(jam) (m3/dt) (m3/dt) (m3/dt) (m3/dt) (m3/dt) (m) (m)0.00 4.03 4.025 0.137 31.1371.00 49.30 26.660 0.491 27.152 31.732 0.617 31.6172.00 136.71 93.002 -4.580 88.422 119.961 1.512 32.5123.00 99.86 118.282 -31.539 86.743 117.455 1.491 32.4914.00 78.89 89.371 -30.712 58.659 76.267 1.112 32.1125.00 64.57 71.728 -17.608 54.121 69.750 1.048 32.0486.00 54.54 59.552 -15.629 43.923 55.154 0.893 31.8937.00 43.20 48.867 -11.231 37.636 46.186 0.795 31.7958.00 26.55 34.874 -8.550 26.324 30.591 0.603 31.6039.00 18.21 22.379 -4.267 18.112 19.852 0.447 31.447

10.00 13.30 15.754 -1.740 14.014 14.688 0.364 31.36411.00 10.24 11.770 -0.674 11.096 11.222 0.300 31.30012.00 8.26 9.252 -0.126 9.126 8.882 0.256 31.25613.00 6.91 7.587 0.244 7.831 7.343 0.227 31.22714.00 5.99 6.452 0.487 6.939 6.285 0.207 31.20715.00 5.37 5.679 0.655 6.333 5.645 0.192 31.19216.00 4.94 5.152 0.689 5.841 5.206 0.177 31.17717.00 4.65 4.793 0.635 5.428 4.838 0.164 31.16418.00 4.45 4.548 0.590 5.139 4.580 0.156 31.15619.00 4.31 4.382 0.559 4.940 4.403 0.150 31.15020.00 4.22 4.268 0.537 4.805 4.283 0.146 31.14621.00 4.16 4.191 0.523 4.713 4.201 0.143 31.14322.00 4.12 4.138 0.513 4.650 4.145 0.141 31.14123.00 4.09 4.102 0.506 4.608 4.107 0.140 31.14024.00 4.07 4.077 0.501 4.579 4.081 0.139 31.139


0.000

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

140.000

160.000

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00

Deb

it (m

3/dt

)

Jam ke-

inflow

outflow



Tabel 4.4 Perhitungan Penelusuran Banjir Melalui Pelimpah

Gambar 4.2 Grafik Penelusuran Banjir Melalui Pelimpah

6

LAPORAN NOTA DESAIN


Syarat kecepatan di saluran pengarah sebelum ke saluran pengatur yaitu V < 4 m/dtA = (He + W) * B = 105.00 m2

V = Q/A = 1.14 m/dt < 4.00 m/dt (OK)hv = V2/(2*g) = 0.07 m (Tinggi energi diatas MAB)Hd = He - hv = 1.43 m (Tinggi MAB diatas pelimpah)

DirencanakanHe = 1.5 m (Tinggi Muka Air Banjir Hasil Routing)Syarat W > 1/5.H m = 0.30 mW rencana = 2 m > 0.30 m (OK)g = 9.81 (Percepatan Gravitasi)Q = 120.00 m3/dt (Debit Spillout Hasil Routing)B = 30 m (Lebar Pelimpah Hasil Routing)



4.3. PERENCANAAN PELIMPAH

Pelimpah baru direncanakan diletakkan di sebelah kiri pelimpah lama. Kemiringan hulu mercu pelimpah direncanakan tegak dengan tipe Ogee. Pelimpah lama menjadi divertion channel pada saat konstruksi pelimpah baru, kemudian ditutup/diurug setelah pelimpah baru selesai dikonstruksi. Adapun bagian-bagian dari bangunan pelimpah adalah sebagai berikut:

Saluran pengarah

Ambang pengatur

Saluran transisi

Saluran peluncur

Kolam olakan

4.3.1. Saluran Pengarah

Saluran pengarah aliran dimaksudkan agar aliran air senantiasa dalam kondisi hidrolika yang baik dengan mengatur kecepatan alirannya tidak melebihi 4 m/det dengan lebar semakin mengecil ke arah hilir. Apabila kecepatan aliran melebihi 4 m/det, maka aliran akan bersifat helisoidal dan kapasitas alirannya akan menurun. Disamping itu aliran helisoidal tersebut akan mengakibatkan peningkatan beban hidrodinamis pada bangunan pelimpah tersebut.

Gambar 4.3 Sketsa Saluran Pengarah Aliran

Perhitungan Saluran Pengarah

7

LAPORAN NOTA DESAIN




4.3.2. Ambang Pengatur

Untuk merencanakan ambang pengatur dipakai tipe pelimpah dengan menggunakan metode yang dikembangkan oleh Civil Engineering Department U.S. Army. Dasar-dasar yang digunakan dalam metode ini adalah penentuan bentuk penampang lintang embung dengan persamaan empiris, tetapi didukung oleh angka kooefisien limpahan (C) yang diperoleh dari hasil eksperimen.

Persamaan–persamaan yang digunakan untuk menghitung penampang lintang bendung dengan metode C.E.D U.S. Army terdiri dari 2 (dua) bagian sebagai berikut:

1. Penampang lintang di sebelah hilir dari titik tertinggi mercu bendung (lengkung Harrold) dapat diperoleh dengan rumus sebagai berikut :

X 1,85 = 2 . Hd 0,85.Y

Dimana :

Hd = tinggi tekanan rencana (m)

X = jarak horisontal dari titik tertinggi mercu embung ke titik di permukaan mercu di sebelah hilirnya (m)

Y = jarak vertikal dari titik tertinggi mercu embung ke titik permukaan mercu sebelah hilirnya (m)

Bagian yang lebih ke hilir dari lengkung yang diperoleh dilanjutkan secara kontinyu dengan suatu lengkung lainnya dengan rumus sebagai berikut:

Y’ = (0,925/Hd0,85) . X0,85

Sedangkan titik permulaan dari lengkung tersebut dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

X = 1,096Hd . Y’1,176

2. Penampang lintang di sebelah hulu dari titik tertinggi bendung dapat diperoleh dengan cara seperti pada gambar berikut:

Gambar 4.4 Sketsa Saluran Pengarah Aliran

Hasil perhitungan lengkung Harold selanjutnya ditampilkan pada tabel berikut:

8

LAPORAN NOTA DESAIN


X 1,85 = 2 . Hd 0,85.YHd = 1.43 m

X Y(m) (m)0.0 0.000 31.0000.5 0.102 30.8981.0 0.369 30.6311.5 0.781 30.2192.0 1.330 29.6702.5 2.010 28.9903.0 2.816 28.1843.5 3.745 27.2554.0 4.795 26.2054.5 5.962 25.0385.0 7.245 23.7555.5 8.642 22.3586.0 10.151 20.849

0,282 Hd = 0.40 m0,175 Hd = 0.25 mR=0,2 Hd = 0.29 mR=0,5 Hd = 0.72 m

Elevasi

20.00

22.00

24.00

26.00

28.00

30.00

32.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00

Ele

vasi

(m)

Jarak (m)



Tabel 4.5 Perhitungan Lengkung Harold

Gambar 4.5 Grafik Lengkung Harold

9

LAPORAN NOTA DESAIN


Direncanakan :Ɵ = 13.8 o

b1 = 30 mb2 = 15 mSlope Dasar Sal = 1 : 20

Perhitungany = (b1 - b2) / 2 = 7.5 ml = y / (tg Ɵ) = 30.6 m



4.3.3. Saluran Transisi

Saluran transisi direncanakan agar debit banjir rencana yang akan disalurkan tidak menimbulkan air terhenti (back water) dibagian hilir dan memberikan kondisi yang paling menguntungkan, baik pada aliran didalam saluran transisi tersebut maupun pada aliran permulaan yang akan menuju saluran peluncur. Mengingat saluran transisi ini sangat besar pengaruhnya terhadap resim aliran dan berfungsi pula sebagai pengatur aliran pada debit debit banjir abnormal, maka bentuk saluran ini direncanakan sesimetris mungkin.

Untuk bangunan pelimpah yang relatif kecil, biasanya saluran ini dibuat dengan dinding tegak yang makin menyempit ke arah hilir dengan sudut inklinasi sebesar 12,5o terhadap sumbu saluran peluncur, tetapi kondisi topografi yang kurang menguntungkan kadang-kadang memaksakan pembuatan dinding saluran yang melebihi sudut inklinasi tersebut (Suyono Sosrodarsono, Bendungan Tipe Urugan).

Bentuk saluran transisi selanjutnya direncanakan sebagai berikut :

Gambar 4.6 Skema Bagian Saluran Transisi

4.3.4. Saluran Peluncur

Pada perencanaan bangunan pelimpah antara tinggi mercu dengan bangunan peredam energi diberi saluran peluncur (flood way). Saluran ini berfungsi untuk mengatur aliran air yang melimpah dari mercu dapat mengalir dengan lancar tanpa hambatan-hambatan hidrolis.

Dalam merencanan saluran peluncur harus memenuhi syarat sebagai berikut:

1. Agar air yang melimpah dari saluran mengalir dengan lancar tanpa hambatan-hambatan hidrolis.

2. Agar konstruksi saluran peluncur cukup kukuh dan stabil dalam menampung semua beban yang timbul.

3. Agar gaya konstruksi diusahakan seekonomis mungkin.

10

LAPORAN NOTA DESAIN




Saluran peluncur dalam perencanaan ini dibentuk sebagai berikut :

Tampak atas lurus

Penampang melintang berbentuk segi empat dengan lebar saluran 15 m

Kemiringan saluran dibuat 1 : 4 atau slope = 0,25

Elevasi dasar saluran awal = +23,47 m, Elevasi dasar saluran akhir = +19 m.

Panjang saluran peluncur = 17,88 m

4.3.5. Profil Aliran

Untuk memperoleh garis permukaan aliran digunakan rumus kekekalan energi dalam aliran sistem coba banding metode Bernoulli dengan persamaan sebagai berikut : (Suyono.S,2002:208)

dengan ;

he = perbedaan elevasi permukaan air pada bidang 1 dan 2

V1 = kecepatan aliran pada bidang 1

V2 = kecepatan aliran pada bidang 2

d1 = kedalaman aliran pada bidang 1

d2 = kedalaman aliran pada bidang 2

∆l1 = panjang lereng dasar di antara bidang 1 dan 2

∆l = jarak horisontal antara kedua bidang

Ɵ = sudut lereng dasar saluran

= radius hidrolika rata-rata pada potongan saluran yang diambil

N = kofesien kekasaran manning (0,013 –beton)

Gambar 4.7 Skema Penampang Memanjang Aliran Pada Saluran Peluncur

11

Jarak Lebar Coba Luas Kecepatan hv = Rerata V Perimeter Jari-jari Rerata R hf = he1= Beda tinggi he2 =Titik Penampang Dasar Kedalaman Penampang Aliran V2 (V1+V2) V2 Basah Hidrolis (R1 + R2) R4/3 n2.V2.∆L1 (hv2-hv1)+hf ∆L1.Sin θ d1+∆L1.Sin θ-d2 Kesalahan Elevasi Elevasi

∆L b d A V 2.g 2 P R 2 R4/3 ∆he = 0 Dasar Muka Air(m) (m) (m) (m2) (m/dt) (m) (m/dt) (m2/dt2) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)

1 0.00 30.00 1.43 43.00 2.79 0.40 32.87 1.31 31.00 32.43a 0.50 30.00 0.88 26.54 4.52 1.04 3.66 13.37 31.77 0.84 1.07 1.10 0.00 0.65 0.10 0.65 (0.0) 30.90 31.79b 0.50 30.00 0.76 22.71 5.28 1.42 4.90 24.03 31.51 0.72 0.78 0.72 0.00 0.38 0.26 0.38 (0.0) 30.65 31.40c 0.50 30.00 0.65 19.48 6.16 1.94 5.72 32.75 31.30 0.62 0.67 0.59 0.00 0.52 0.41 0.52 (0.0) 30.24 30.89d 0.50 30.00 0.57 17.11 7.01 2.51 6.59 43.39 31.14 0.55 0.59 0.49 0.01 0.58 0.50 0.58 (0.0) 29.74 30.31e 0.50 30.00 0.52 15.52 7.73 3.05 7.37 54.36 31.03 0.50 0.52 0.42 0.01 0.55 0.50 0.55 (0.0) 29.24 29.75f 0.50 30.00 0.48 14.33 8.37 3.57 8.05 64.86 30.96 0.46 0.48 0.38 0.01 0.54 0.50 0.54 (0.0) 28.74 29.21g 0.50 30.00 0.45 13.40 8.95 4.09 8.66 75.05 30.89 0.43 0.45 0.34 0.02 0.53 0.50 0.53 (0.0) 28.24 28.68h 0.50 30.00 0.42 12.65 9.49 4.59 9.22 85.02 30.84 0.41 0.42 0.32 0.02 0.53 0.50 0.53 (0.0) 27.74 28.16i 0.50 30.00 0.40 12.02 9.99 5.08 9.74 94.80 30.80 0.39 0.40 0.29 0.03 0.52 0.50 0.52 (0.0) 27.24 27.64j 0.50 30.00 0.38 11.48 10.45 5.57 10.22 104.42 30.77 0.37 0.38 0.28 0.03 0.52 0.50 0.52 (0.0) 26.74 27.12k 0.50 30.00 0.37 11.02 10.89 6.05 10.67 113.89 30.73 0.36 0.37 0.26 0.04 0.52 0.50 0.52 0.00 26.24 26.60l 0.50 30.00 0.35 10.61 11.31 6.52 11.10 123.22 30.71 0.35 0.35 0.25 0.04 0.51 0.50 0.51 0.00 25.74 26.09

2 0.74 30.00 0.34 10.10 11.89 7.20 11.60 134.51 30.67 0.33 0.34 0.23 0.07 0.75 0.74 0.75 0.00 25.00 25.343 30.60 15.00 0.71 10.59 11.33 6.54 11.61 134.77 16.41 0.65 0.49 0.38 1.82 1.16 1.53 1.16 0.00 23.47 24.184 18.86 15.00 0.57 8.52 14.08 10.10 12.71 161.44 16.14 0.53 0.59 0.49 1.05 4.61 4.47 4.61 0.00 19.00 19.57

Sumber: Hasil Perhitungan

KETERANGAN :n (angka kekasaran manning) = 0.013 (beton)Q = 120.000 m3/detElevasi Dasar Hulu (Puncak Spillway) = 31.000 mElevasi Dasar Hilir (Akhir Peluncur) = 19.000 mTotal Panjang Saluran = 56.197 mFroude di akhir saluran Peluncur = 5.964 (Peredam Energi USBR TIPE III)Kedalaman air di akhir sal. Peluncur = 0.568 mElevasi dasar di akhir sal. Peluncur = 19.000 m

12.50

+ 23.47

+31.00

+29.00

+25.00

+19.00

a bcde f gh i j k l

1 2 3 40

Q0.5 PMF +32.50

6.74 30.60 17.88


LAPORAN NOTA DESAINC V. L A G A D A R

Engineer ing Consultant


Tabel 4.6 Perhitungan Profil Aliran Metode Coba Banding

12





4.3.6. Kolam Olak

Tipe kolam olak yang akan direncana di sebelah hilir bangunan bergantung pada energi air yang masuk, yang dinyatakan dengan bilangan Froude, dan pada bahan konstruksi kolam olak. Berdasarkan bilangan Froude, dapat dibuat pengelompokan-pengelompokan berikut dalam perencanaan kolam :

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 khusus.

2) Bila 1,7 < Fr ≤ 2,5 maka kolam olak diperlukan untuk meredam energi secara efektif. Pada umumnya kolam olak dengan ambang ujung mampu bekerja dengan baik. Untuk penurunan muka air ΔZ < 1,5 m dapat dipakai bangunan terjun tegak.

3) Jika 2,5 < Fr ≤ 4,5 maka akan timbul situasi yang paling sulit dalam memilih kolam olak yang tepat. Loncatan air tidak terbentuk dengan baik dan menimbulkan gelombang sampai jarak yang jauh di saluran. Cara mengatasinya adalah mengusahakan agar kolam olak untuk bilangan Froude ini mampu menimbulkan olakan (turbulensi) yang tinggi dengan blok halangnya atau menambah intensitas pusaran dengan pemasangan blok depan kolam. Blok ini harus berukuran besar (USBR tipe IV). Tetapi pada prakteknya akan lebih baik untuk tidak merencanakan kolam olak jika 2,5 < Fr < 4,5. Sebaiknya geometrinya diubah untuk memperbesar atau memperkecil bilangan Froude dan memakai kolam dari kategori lain.

4) Jika Fr ≥ 4,5 merupakan kolam yang paling ekonomis karena kolam ini pendek. Tipe ini, termasuk kolam olak USBR tipe III yang dilengkapi dengan blok depan dan blok halang.

Gambar 4.8 Kolam Olak USBR Tipe III ( Fr > 4,5)

13

Untuk Fr = 5.96Maka dapat menggunakan peredam energi KOLAM OLAKAN USBR TIPE IIIDiketahui kondisi di kaki sal. peluncur sbb:Fr = 5.96y1 = 0.57 mv1 = 14.08 m/dtE1 = y1+(v12/2g) = 10.67Kedalaman Muka Air dihilir olakan dihitung dengan:

y2 = 4.52 mSehingga Dimensi Kolam Olak 0.82y2 = 3.70 m (Jarak blok halang)L = 2.7y2 = 12.19 m (Jarak kolam olakan)yu = y1 = 0.57 m (Tinggi, lebar dan jarak blok muka)n=( yu(18+Fr))/18 = 0.76 m (Tinggi endsill)n3=(yu(4+Fr))/6 = 0.94 m (Tinggi blok halang)0.5yu = 0.28 m (Jarak blok muka dengan dinding)0.2n3 = 0.19 m (Lebar puncak blok halang)0.75n3 = 0.71 m (Jarak antar blok halang)Energi yang yang diredam (∆E) pada olakanQ = 120.00 m3/dtB olakan = 15.00 mA = y2.B = 67.75 m2v2 = Q /A = 1.77 m/dtFr = 0.27 subkritisE2 = y2+(v22/2g) = 4.68∆E = E1 - E2 = 10.67 - 4.68

= 6.00

Penambahan ambang di outlet olakan Direncanakan:∆z = 2.07 m (Beda tinggi dengan dasar olakan)El Dasar Sal Outlet = 21.07 mEl Dasar Kolam = 19.00 m

Coba-coba y3 untuk aliran kritisy3 = 1.77 mB bawah = 15.00 mB atas = 18.55 mTalud h:v = 1 : 1A = 29.74 m2

Q = 120.00 m3/dtv3 = Q/A = 4.03 m/dt (Kecepatan Di Outlet Olakan)Fr = 1.00E3 = y3+(v3

2/2g) = 2.60E3 + ∆z = 4.68E2 = E3 + ∆zE2 - (E3 + ∆z) = 0.00 (Harus menghasilkan 0)

181

2

1 21

1

2rF

y

y





Perhitungan Kolam Olakan

14

PERHITUNGAN RIP RAP PELINDUNG GERUSAN

>>

>>LL = 4RLL = 4R = panjang lapisan rip-rapR = kedalaman gerusan

>>

R = 0,47 x (Q/f)1/3

f = 1,76 x dm 1/2

dm = 0,79 x (v2/2g)

Dimana:dm = diameter butiran (mm)Q = Debit Desain (m3/dt)V = Kecepatan Aliran di Hilir Outlet (m/dt)g = percepatan gravitasi = 9,8

a. Menghitung Diameter Butirandm = 0,79 x (v2/2g)Diketahui :v = 4.03 m/dtg = 9.8Sehingga:dm = 0.66 m = 656.04 mm

b. Menghitung Panjang Lapisan Rip-rapQ desain = 120.00 m3/dtf = 1,76 x dm 1/2 = 45.08SehinggaR = 0,47 x (Q/f)1/3 = 0.65 mLL = 4 x (2.5R) = 6.51 m

c. Menghitung Tebal Rip-Rap

Tebal rip-rap = 2 x dm= 1.31 m

Rip-rap adalah bangunan yang berupa susunan bongkahan batu alam yangmerupakan lapisan pelindung oleh loncat air. Rip-rap berfungsi untuk mengurangikedalaman penggerusan setempat dan untuk melindungi tanah dasar di hilirperedam energi. Batu alam yang digunakan adalah batu yang keras, padat, serta memiliki berat jenis 2,4 T/m3.Rumus yang dapat digunakan untuk merancang rip-rap adalah sebagai berikut :

Untuk menghitung turbulensi dan aliran yang tidak stabil, maka Rditambah 1,5R lagi, sehingga R yang digunakan menjadi 2,5R. Tebal rip-rap yangberupa susunan bongkahan batu kosong adalah 2-3 x diameter bongkahan.

Tebal rip-rap diambil 3 × diameter bongkahan.

panjang riprap

diameter butiran

tebalriprap





Gambar 4.9 Ilustrasi Rip Rap Pelindung Gerusan

15

Diketahui:B (Lebar bendung) = 30 m1/10 x B = 3 m (Lebar pembilas + pilar)Diambil lebar minimum = 3 m

Direncanakan PembilasBb (Lebar Pintu Pembilas) = 1.2 mnb (Jumlah Pembilas) = 2Bp (Lebar Pilar) = 1 mnp (Jumlah Pilar) = 1

B total = (Bb x nb) + (Bp x np)= 3.4 m > 3 m

0.25 0.25

+ 25.00

+ 22.00

0.60

0.30

0.60

Ponton Fiber

Pipa Galvanis Ø4"

Pipa HDPE Ø 4"

Plugging beton .175

Sebelum di Plugging permukaan pipa HDPE

dikasari dulu dan dibungkus dengan kawat kasa





4.3.7. Perencanaan Pembilas

Bangunan pembilas berfungsi untuk membilas (menghindarkan) angkutan sedimen dasar dan mengurangi angkutan sedimen layang mengendap di tampungan waduk. Menurut Anonim 1 (1986), pengalaman yang diperoleh dari banyak bendung dan pembilas yang sudah dibangun, lebar pembilas ditambah tebal pilar pembagi diambil sama dengan 1/6 - 1/10 dari lebar bersih bendung (jarak antara pangkal-pangkalnya), untuk sungai sungai yang lebarnya kurang dari 100 m.

4.4. PERENCANAAN INTAKE

4.4.1. Pengambilan Air

Pengambilan air (intake) direncanakan dengan pengambilan permukaan menggunakan ponton yang mengapung terbuat dari fiber. Pipa pengambilan menggunakan pipa lentur HDPE berdiamater 4 inch dengan sistem pluging ke inlet intake eksisting. Dengan pengambilan metode ini akan diperoleh kualitas air yang lebih jernih dibandingkan dengan pengambilan model sebelumnya.

Gambar 4.10 Sistem Pengambilan Air Model Ponton

16

> Debit dan Kecepatan di Outlet IntakeDia. Pipa intake = 0.40 mR (jari2 pipa) = 0.20 mJumlah pipa = 2.00A = π R2 = 0.13 m2El. Dasar intake = 22.00 mEl. MAN = 31.00 mH air = 8.80 mC Koef. Debit = 0.80Q in = C.A.(2.g.h)0.5 = 2.64 m3/dt120% Q in = 3.17 m3/dt

> Dimensi Saluran (Eksploitasi Normal)n 0.025 pas batuh air = 1.14 m (tinggi air trial error)B bawah = 4.00 m (direncanakan)B atas (muka air) = 6.28 mTalud h : v = 1 : 1 (direncanakan)A = 5.86 m2

P = 13.507 mR = A/P = 0.434 m∆h = 0.05 m (direncanakan)L sal = 90 m (direncanakan)S = ∆h/L = 0.00056V = 1/n.R2/3.S1/2 = 0.5 m/dt (v < 0.6 m/dt, agar terjadi pengendapan)Fr = 0.17 SubkritisQ sal = A.V = 3.17 m3/dtQ sal - 120%Q in = 0.00 ok

> Dimensi Saluran Kantong Lumpur n 0.025 pas batuh sal = 0.51 m (tinggi sal sedimen trial error)B bawah = 4.00 m (direncanakan)B atas (muka air) = 4.00 mTalud h : v = 0 : 1 (direncanakan)A = 2.03 m2

P = 9.02 mR = A/P = 0.23 m∆h = 1.00 m (direncanakan)L sal = 90 m (direncanakan)S = ∆h/L = 0.01111V = 1/n.R2/3.S1/2 = 1.6 m/dt (v > 1.5 m/dt, kec minimum untuk flushing)Fr = 0.72 SubkritisQ sal = A.V = 3.17 m3/dtQ sal - 120%Q in = 0.00 ok





4.4.2. Kantong Lumpur

Kantong Lumpur atau bangunan penangkap pasir adalah suatu saluran yang terletak diantara pintu pengambilan dan saluran primer. Saluran ini berfungsi untuk mengendapkan pasir / sedimen dengan dimensi tertentu, sehingga air yang dialirkan ke saluran primer telah bersih dan dapat digunakan sebagai sumber irigasi. Kemudian sedimen yang telah diendapkan di kantong pasir dapat dialirkan kembali ke sungai dengan cara membilas saluran kantung pasir tersebut. Adapun perhitungan dimensi saluran kantong lumpur adalah sebagai berikut.

17

+ 33.50

13

2.251

CL6.00





4.5. PERENCANAAN BENDUNGAN

Tubuh bendungan Embung Pontolo direncanakan dinaikkan dari elevasi sebelumnya +32,00 ditinggikan menjadi +33,5 m, dengan penambahan rip-rap pada hulu dan hilir bendungan. Kemiringan hulu bendungan dibuat 1 : 3 dan kemiringan hilir 1 : 2,25. Lapisan rip-rap direncanakan dengan ketebalan 30 cm, sedangkan lebar puncak bendungan tetap mengikuti lebar eksisting yaitu 6 m.

Gambar 4.11 Peninggian Bendungan Pontolo

18





CONTENTSBAB 4. PERENCANAAN KONSTRUKSI...........................................................................4-1

4.1. KONSTRUKSI EKSISTING.............................................................................................4-1

4.1.1. Bendungan....................................................................................................4-1

4.1.2. Pelimpah.......................................................................................................4-1

4.1.3. Intake............................................................................................................4-1

4.2. REVIEW DESAIN PELIMPAH........................................................................................4-2

4.2.1. Skenario Desain.............................................................................................4-2

4.2.2. Kapasitas Tampungan...................................................................................4-2

4.2.3. Debit Melalui Pelimpah.................................................................................4-3

4.2.4. Penelusuran Banjir........................................................................................4-4

4.3. PERENCANAAN PELIMPAH.........................................................................................4-7

4.3.1. Saluran Pengarah..........................................................................................4-7

4.3.2. Ambang Pengatur..........................................................................................4-8

4.3.3. Saluran Transisi...........................................................................................4-10

4.3.4. Saluran Peluncur.........................................................................................4-10

4.3.5. Profil Aliran..................................................................................................4-11

4.3.6. Kolam Olak..................................................................................................4-13

4.3.7. Perencanaan Pembilas................................................................................4-16

4.4. PERENCANAAN INTAKE............................................................................................4-16

4.4.1. Pengambilan Air.........................................................................................4-16

4.4.2. Kantong Lumpur..........................................................................................4-17

4.5. PERENCANAAN BENDUNGAN..................................................................................4-18

Gambar 4.1 Lengkung Kapasitas Embung Pontolo...............................................................4-3

Gambar 4.2 Grafik Penelusuran Banjir Melalui Pelimpah....................................................4-6

Gambar 4.3 Sketsa Saluran Pengarah Aliran........................................................................4-7

Gambar 4.4 Sketsa Saluran Pengarah Aliran........................................................................4-8

Gambar 4.5 Grafik Lengkung Harold....................................................................................4-9

Gambar 4.6 Skema Bagian Saluran Transisi........................................................................4-10

Gambar 4.7 Skema Penampang Memanjang Aliran Pada Saluran Peluncur......................4-11

Gambar 4.8 Kolam Olak USBR Tipe III ( Fr > 4,5)................................................................4-13

Gambar 4.9 Ilustrasi Rip Rap Pelindung Gerusan...............................................................4-15

Gambar 4.10 Sistem Pengambilan Air Model Ponton........................................................4-16

Gambar 4.11 Peninggian Bendungan Pontolo....................................................................4-18

19





Tabel 4.1 Perhitungan Kapasitas Tampungan Eksisting Embung Pontolo............................4-2

Tabel 4.2 Hubungan Tinggi Muka Air dan Debit Melalui Pelimpah......................................4-4

Tabel 4.3 Hubungan Debit Melalui Pelimpah dan Tampungan............................................4-5

Tabel 4.4 Perhitungan Penelusuran Banjir Melalui Pelimpah..............................................4-6

Tabel 4.5 Perhitungan Lengkung Harold..............................................................................4-9

Tabel 4.6 Perhitungan Profil Aliran Metode Coba Banding................................................4-12

20

Bab 4 Perencanaan Konstruksi - Nota Desain

Documents