Bendung Gerak dan Bendung Tetap Bendung Gerak dan Bendung Tetap Bendung adalah bangunan melintang sungai yang berfungsi untuk meninggikan elevasi muka air dari sungai yang dibendung sehingga air bisa disadap dan dialirkan ke saluran lewat bangunan pengambilan (intake structure). Bangunan Utama adalah bangunan air (hydraulic structure) yang terdiri dari bagian-bagian: bendung (weir structure), bangunan pengelak (diversion structure), bangunan pengambilan (intake structure), bangunan pembilas (flushing structure) dan bangunan kantong lumpur (sediment trap structure). Jenis bendung dibagi menjadi dua yaitu : 1. Bendung tetap (fixed weir, uncontrolled weir) Bendung tetap adalah jenis bendung yang tinggi pembendungannya tidak dapat diubah, sehingga muka air di hulu bendung tidak dapat diatur sesuai yang dikehendaki. Pada bendung tetap, elevasi muka air di hulu bendung berubah sesuai dengan debit sungai yang sedang melimpas (muka air tidak bisa diatur naik ataupun turun). Bendung tetap biasanya dibangun pada daerah hulu sungai. Pada daerah hulu sungai kebanyakan tebing-tebing sungai relative lebih curam dari pada di daerah hilir. Pada saat kondisi banjir, maka elevasi muka air di bendung tetap (fixed weir) yang dibangun di daerah hulu tidak meluber kemana-mana (tidak membanjiri daerah yang luas) karena terkurung oleh tebing-tebingya yang curam. Gambar Bendung Tetap 2. Bendung gerak/bendung berpintu (gated weir, barrage) Bendung gerak adalah jenis bendung yang tinggi pembendungannya dapat diubah sesuai dengan yang dikehendaki. Pada bendung gerak, elevasi muka air di hulu bendung dapat dikendalikan naik atau turun sesuai yang dikehendaki dengan membuka atau menutup pintu air (gate). Bendung gerak biasanya dibangun pada daerah hilir sungai atau muara. Pada daerah hilir sungai atau muara sungai kebanyakan tebing-tebing sungai relative lebih landai atau datar dari pada di daerah hilir. Pada saat kondisi banjir, maka elevasi muka air sisi hulu bendung gerak yang dibangun di daerah hilir bisa diturunkan dengan membuka pintu-pintu air (gate) sehingga air tidak
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Bendung Gerak dan Bendung Tetap
Bendung Gerak dan Bendung TetapBendung adalah bangunan melintang sungai yang berfungsi untuk meninggikan elevasi muka air dari sungai yang dibendung sehingga air bisa disadap dan dialirkan ke saluran lewat bangunan pengambilan (intake structure).Bangunan Utama adalah bangunan air (hydraulic structure) yang terdiri dari bagian-bagian: bendung (weir structure), bangunan pengelak (diversion structure), bangunan pengambilan (intake structure), bangunan pembilas (flushing structure) dan bangunan kantong lumpur (sediment trap structure).
Jenis bendung dibagi menjadi dua yaitu : 1. Bendung tetap (fixed weir, uncontrolled weir)Bendung tetap adalah jenis bendung yang tinggi pembendungannya tidak dapat diubah, sehingga muka air di hulu bendung tidak dapat diatur sesuai yang dikehendaki.Pada bendung tetap, elevasi muka air di hulu bendung berubah sesuai dengan debit sungai yang sedang melimpas (muka air tidak bisa diatur naik ataupun turun). Bendung tetap biasanya dibangun pada daerah hulu sungai. Pada daerah hulu sungai kebanyakan tebing-tebing sungai relative lebih curam dari pada di daerah hilir. Pada saat kondisi banjir, maka elevasi muka air di bendung tetap (fixed weir) yang dibangun di daerah hulu tidak meluber kemana-mana (tidak membanjiri daerah yang luas) karena terkurung oleh tebing-tebingya yang curam.
Gambar Bendung Tetap2. Bendung gerak/bendung berpintu (gated weir, barrage)Bendung gerak adalah jenis bendung yang tinggi pembendungannya dapat diubah sesuai dengan yang dikehendaki.Pada bendung gerak, elevasi muka air di hulu bendung dapat dikendalikan naik atau turun sesuai yang dikehendaki dengan membuka atau menutup pintu air (gate). Bendung gerak biasanya dibangun pada daerah hilir sungai atau muara. Pada daerah hilir sungai atau muara sungai kebanyakan tebing-tebing sungai relative lebih landai atau datar dari pada di daerah hilir. Pada saat kondisi banjir, maka elevasi muka air sisi hulu bendung gerak yang dibangun di daerah hilir bisa diturunkan dengan membuka pintu-pintu air (gate) sehingga air tidak meluber kemana-mana (tidak membanjiri daerah yang luas) karena air akan mengalir lewat pintu yang telah terbuka kea rah hilir (downstream).
Gambar Bendung GerakPenentuan lokasi bendung :Lokasi bendung harus dipilih di tempat yang optimum dengan memperhatikan : Bagian sungai yang lurus dengan bentang terpendek ( jarak antara tebing kiri-tebing kanan).
Terdapat alur yang stabil di dekat lokasi bangunan pengambilan (intake structure).
Air sungai yang akan disadap mencukupi meskipun pada saat musim kemarau.
Sedikit sedimen yang masuk pada saat penyadapan.
Dampak pembangunan bendung adalah kecil baik ke arah hulu dan hilir.
Stabilitas bendung bisa tercapai seiring dengan biaya yang ekonomis.
Mudah dalam saat pelaksanaan Operasi dan pemeliharaan.
Data-data yang dibutuhkan untuk perencanaan: Peta topografi (skala 1 : 25000, 1 : 1 : 2000 dan skala 1 : 100), untuk menentukan tata letak bendung.
Data geologi teknik lokasi tapak bendung, untuk menentukan karakteristik pondasi bendung.
Data hidrologi, untuk menentukan besaran debit banjir rencana.
Data morfologi sungai, untuk menentukan besaran angkutan sedimen.
Data karakteristik sungai, untuk menentukan hubungan antara besaran debit sungai dengan elevasi muka air banjir.
Keadaan batas pada jaringan irigasi, untuk menentukan dimensi bendung dan bangunan intake.
Pemilihan tipe bendungPemilihan tipe bendung ( bendung tetap ataupun bendung gerak) didasarkan pada pengaruh air balik akibat pembendungan (back water). Jika pengaruh air balik akibat pembendungan tersebut berdampak pada daerah yang luas maka bendung gerak (bendung berpintu) merupakan pilihan yang tepat.Jika pengaruh air balik akibat pembendungan tersebut berdampak pada daerah yang tidak terlalu luas (misal di daerah hulu ) maka bendung tetap merupakan pilihan yang tepat.
Konstruksi Bendungadmin May 19th, 2012 0 Comment
advertisement
Bendung adalah suatu bangunan air dengan kelengkapan yang dibangun melintang sungai atau
sudetan yang sengaja dibuat untuk meninggikan taraf muka air atau untuk mendapatkan tinggi terjun.
Klasifikasi Bendung :
A. Bendung berdasarkan fungsinya dibagi tiga :
Bendung penyadap
Bendung pembagi banjir
Bendung penahan pasang
B. Struktur bendung :
Bendung tetap
Bendung gerak
Bendung kombinasi
Bendung kembang kempis
Bendung bottom intake
Bangunan air adalah prasarana fisik yang diperlukan dalam pengelolaan sumber daya air.
Bangunan pelimpah gergaji adalah bagian dari bangunan air, misalnya bendung atau pelimpah
bendungan yang berfungsi untuk melewatkan debit aliran sungai secara terkendali, tata letak
bangunan dibuat bergigi seperti gergaji guna meningkatkan kapasitas pelimpahan dengan jalan
memperpanjang lebar efektif pelimpah.
Bendung tipe gergaji adalah bendung tetap dengan tata letak mercu pelimpah menyerupai gigi gergaji
guna diperoleh lebar efektif pelimpah yang lebih panjang.
Bendung Tempo Dulu
Bendung Sekarang
Ada beberapa bagian dalam bendung yaitu
Bangunan Tubuh Bendung
Bangunan Intake
Bangunan Pembilas
Bangunan Perlengkapan
Mercu Bendungyaitu bagian teratas tubuh bendung dimana aliran dari udik dapat melimpah ke hilir.
Fungsinya sebagai penentu tinggi muka air minimum.
Mercu Bendung
Bentuk mercu bendung tetap :
Mercu bulat dengan satu atau dua jari-jari pembulatan
Mercu tipe ogee, SAF
Mercu ambang lebar
Bentuk Mercu Bendung Tipe Ogee
Mercu Bendung Tipe Bulat
Mercu Ambang Lebar
Bentuk mercu bendung yang lazim digunakan di Indonesia yaitu bentuk mercu bulat. Hal ini
dikarenakan:
Bentuknya sederhana
Lebih tahan terhadap benturan batu gelundung
Tahan terhadap goresan atau abrasi
Tinggi Mercu Bendung
Tinggi mercu bendung (p), yaitu ketinggian antara elevasi lantai udik/dasar sungai di udik bendung
dan elevasi mercu.
Dalam menentukan tinggi mercu bendung maka harus mempertimbangkan terhadap :
advertisement
Kebutuhan penyadapan untuk memperoleh debit dan tinggi tekan
Kebutuhan tinggi energi pembilasan
Tinggi muka air genangan yang akan terjadi
Kesempurnaan aliran pada bendung dll.
Tinggi mercu bendung dianjurkan tidak lebih dari 4,00 meter dan minimum 0,5 H
Panjang Mercu Bendung
Panjang mercu bendung atau disebut pula lebar bentang bendung yaitu, jarak antara dua tembok
pangkal bendung (abutment), termasuk lebar bangunan pembilas dan pilar-pilarnya.
Bangunan intake
Bangunan intake adalah suatu bangunan pada bendung yang berfungsi sebagai penyadap aliran
sungai, mengatur pemasukan air dan sedimen.
Terdiri dari lantai/ambang dasar, pintu, dinding banjir, pilar penempatan pintu, saringan saqmpah,
jembatan pelayan, raumah pintu, dan perlengkapan lainnya.
Bangunan Intake
Bangunan pembilas
Bangunan pembilas adalah salah satu perlengkapan pokok bendung yang terletak di dekat dan
menjadi satu kesatuan dengan intake.
Pintu Pembilas
Pilar Pembilas
Bangunan Penahan Batu
Bangunan penahan batu adalah suatu bangunan yang ditempatkan di udik bangunan pembilas
bendung yang berfungsi untuk menahan material batu.
Bangunan Penahan Batu
Proses pengerjaan bendung
1. Proses excavation untuk saluran bendungan
2. Proses perencanaan; pengukuran bendung
3. Pembuatan abutment untuk dinding bendung pembilas
4. Penggalian untuk dasar bendung
5. Saluran pondasi bendungan setelah excavation yang disebut batu serpentine
Penjelasan Bendung
Sungai mempunyai peranan yang penting bagi kehidupan manusia. Salah satunya
adalah sebagai sumber air yang dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan
irigasi, penyediaan air minum, kebutuhan industri dan lain lain. Kebutuhan air bagi
kepentingan manusia semakin meningkat sehingga perlu dilakukan penelitian atau
penyelidikan masalah ketersediaan air sungai dan kebutuhan area di sekelilingnya, agar
pemanfaatan dapat digunakan secara efektif dan efisien, maka dibuatlah dengan
pembangunan sebuah bendung.
Bendung (Bangunan Sadap) atau Weir (Diversion Structure) merupakan bangunan
(komplek bangunan) melintasi sungai yang berfungsi mempertinggi elevasi air sungai
dan membelokkan air agar dapat mengalir ke saluran dan masuk ke sawah untuk
keperluan irigasi.
Definisi bendung menurut ARS Group, 1982, Analisa Upah dan Bahan BOW (Burgerlijke
Openbare Werken),Bandungadalah bangunan air (beserta kelengkapannya) yang
dibangun melintang sungai atau pada sudetan untuk meninggikan taraf muka air
sehingga dapat dialirkan secara gravitasi ke tempat yang membutuhkannya.
Berdasarkan Standar Nasional Indonesia/SNI 03-2401-1991 tentang Pedoman
Perencanaan Hidrologi Dan Hidraulik Untuk Bangunan Di Sungai adalah bangunan ini
dapat didesain dan dibangunan sebagai bangunan tetap, bendung gerak, atau
kombinasinya, dan harus dapat berfungsi untuk mengendalikan aliran dan angkutan
muatan di sungai sedemikian sehingga dengan menaikkan muka airnya, air dapat
dimanfaatkan secara efisien sesuai dengan kebutuhannya.
1.1.1. Fungsi Bendung :
1. Untuk kebutuhan irigasi
2. Untuk kebutuhan air minum
3. Sebagai pembangkit energi
4. Pembagi atau pengendali banjir
5. Dan sebagai pembilas pada berbagai keadaan debit sungai.
1.1.2. Ada 3 Macam Bendung :
1. Bendung Saringan Bawah
Bendung saringan bawah pada umumnya dibangunan di daerah hulu di mana lokasi ini
banyak mengangkut batuan besar dan permukaan air sungai relatif tinggi. Sehingga
dibuat bendung yang renah.
Bendung ini dilengkapi dengan pasir terbuka, di atasnya diberi kisi-kisi penyaring dari
baja untuk mencegah masuknya batuan ke dalam parit.
Gambar 1. Bendung saringan bawah
Gambar 2. Tipe-tipe tata letak bendung saringan bawah
Bendung Saringan Bawah dapat dipertimbangkan jika :
1. Kemiringan sungai relatif besar, biasanya di pegunungan.
2. Butir sedimen sedang kecil dan konsentrasi sedimen sangat tinggi.
3. Mengandung bongkahan batu.
4. Debit pengambilan jauh lebih kecildari debit sungai.
5. Tidak cocok untuk sungai yang fluktuasi bahan angkutannya besar. Misalnya di
daerah gunung berapi muda.
6. Dasar sungai yang rawan gerusan memerlukan fondasi yang cukup dalam.
7. Bendung harus dirancang seksama agar aman terhadap rembesan.
8. Konstruksi saringan hendaknya sederhana, tahan benturan batu, mudah
dibersihkan jika tersumbat.
9. Bangunan harus dilengkapi dengan kantong lumpur/pengelak sedimen yang cocok
dengan kapasitas tampung memadai dan kecepatan aliran cukup untuk membilas
partikel. Satu di depan pintu pengambilan dan satu di awal saluran primer.
10.Harus dibuat pelimpah yang cocok di saluran primer untuk menjaga jika terjadi
kelebihan air.
Untuk keperluan pengurasan diperlukan :
1. Debit air dan kemiringan yang memadai.
2. Sedimen halus akan masuk ke saluran, yang kasar akan loncat dan melewati
bangunan.
3. Sebagian krakal dan krikil ada yang terjepit pada jeruji.
4. Konsentrasi seimen yang tinggi akan menyebabkan penumpukan material di hilir
bendung dan mengganggu fungsi bendung.
Lebar bendung : sama dengan lebar rata-rata sungai pada bankfull discharge. Biasanya
B = 120% Bs ( lebar sungai pada banjir tahunan ).
Be = B-2 (n Kp + Ka ) H1
Be: lebar efektif, B: lebar mercu, n : jumlah pilar, Kp: koefisien konstraksi pilar, Ka:
koefisisen konstrasi pangkal bendung, H1: tinggi energi.
1. Bendung Ambang/Mercu Tetap
Berfungsi untuk menaikkan permukaan air sungai agar air sungai dapat dialirkan ke
daerah irigasi. Dan untuk menaikkan permukaan air sungai diatur dengan ambang tetap
atau permanen.
Umumnya mercu bendung berbentuk bulat atau Ogee. Kedua bentuk ini cocok untuk
beton atau pasangan batu kali.
Mercu berbentuk Ogee adalah berbentuk lengkung memakai persamaan matematis,
sedikit rumit dilaksanakan, tetapi memberikan sifat hiraulis yang baik, bentuk gemuk
dan kekar, menambah stabilitas.
Gambar 3. Bendung Ambang Tetap (weir) Empang,Bogor
Gambar 4. Tipe-tipe tata letak bendung ambang tetap
Gambar 5. Mercu bulat dan Ogee
1. Bendung Gerak
Berfungsi untuk meninggikan muka air sungai, sehingga air sungai dapat dialirkan ke
daerah irigasi.
Untuk mengatur permukaan air sungai digunakan pintu gerak (dapat dibuka dan
ditutup). Bendung gerak cocok dibangun di sungai bagian hilir, di daerah ini kemiringan
sungai datar dan tebing sungai rendah. Pada saat banjir pintu dibuka, sehingga air
sungai tidak meluap ke tebing kanan dan kiri.
Gambar 6. Bendung Gerak
Gambar 7. Denah dan potongan melintang Bendung Gerak
Bendung Gerak dapat dipertimbangkan jika :
1. Kemiringan sungai kecil atau relatif datar.
2. Daerah genangan luas dan harus dihindari.
3. Debit banjir besar, kurang aman dilewatkan pada bendung tetap.
4. Pondasi untuk pilar harus betul-betul kuat kalau tidak pintu terancam macet.
Gambar 8. Skema pengambilan air dari sungai
Gambar 9. Gambaran umum bagian-bagian Bendung
1.1.3. Secara Fisik Bagian-Bagian Bendung Meliputi :
1. Tubuh Bendung
Pemilihan lokasi :
1. Pilih bagian sungai lurus, tidak ada gerusan
2. Pilih lembah yang sempit (biaya murah)
3. Pondasi bendung kokoh
4. Keperluan elevasi muka air
5. Pelaksanaan mudah
6. Ketersediaan bahan bangunan.
Keperluan elevasi muka air tergantung luas sawah yang diairi. Semakin naik ke hulu
sawah terairi lebih luas, turun ke hilir luas areal sawah terairi berkurang.
Gambar 10. Tipe-tipe Bendung
Gambar 11. Bangunan utama Bendung
1. Bangunan Pengelak dan Peredam Energi
Dibangun melintang sungai atau tegak lurus aliran sungai. Berfungsi untuk menaikkan
permukaan air sungai, sehingga air sungai lebih tinggi dari daerah yang akan diairi dan
selanjutnya air sungai dapat dialirkan ke daerah irigasi dengan menggunakan saluran
irigasi.
Berfungsi sebagai peredam energi air yang jatuh, sehingga sisa energi air di hilir kolam
olak menjadi minimal sehingga gerusan dasar sungai tidak membahayakan.
Perencanaan kolam olak mengikuti standar yang ada sebenarnya sudah memadai. Yang
jadi masalah adalah kedalaman gerusan hilir bendung seberapa jauh membahayakan.
Bendung besar dan komplek perlu model, tapi untuk bendung kecil dan sederhana tidak
perlu dimodel. Apalagi untuk dasar sungai yang mempunyai outcrop (batuan dasar
sungai masif) tidak ragu lagi bahwa gerusan
tidak ada, maka model tidak perlu.
Gambar 12. Peredam energi tipe bak tenggelam
Gambar 13. Karakteristik kolam olak USBR Type III (Bradley Peterka)
1. Bangunan Pembilas/Penguras
Bagian ini terletak di depan pengambilan, sedikit ke hilir dan dilengkapi dengan pintu
penguras yang berfungsi untuk mengendapkan sedimen kasar agar tidak masuk ke
pengambilan dan secara berkala sedimen tersebut dibuang ke hilir melalui pintu
penguras.
Persyaratan umum kecepatan aliran di sekitar pintu pembilas adalah dirancang
sekurang-kurangnya sebesar 1,20 m/detik.
Gambar 14. Bangunan pembilas
1. Ambang Pengambilan
Persyaratan umum (lokasi dan dimensi) :
1. Lokasi dipilih pada bagian sungai yang tidak mudah terjadi sedimentasi, biasanya
di tikungan luar
2. Dimensi dirancang dengan kecepatan aliran di dekat ambang tidak terlalu cepat
sehingga terlalu banyak sedimen yang masuk, namun juga tidak terlalu lambat
sehingga menyebabkan sedimentasi yang berlebihan di depan ambang
pengambilan.
3. Persyaratan umum kecepatan aliran di atas ambang pengambilan adalah
dirancang sebesar 0,80 m/detik.
1. Pintu Pengambilan/Intake
Berfungsi untuk menyadap dan mengontrol air yang akan dialirkan ke saluran irigasi
melalui kantong lumpur. Bagian ini dilengkapi dengan pintu yang dapat dibuka dan
ditutup, sehingga besar kecilnya air yang disadap dapat dikontrol
Persyaratan umum kecepatan aliran di sekitar pintu pengambilan adalah dirancang
antara 0,90 – 1,00 m/detik.
Bangunan Pengambilan dan Pembilas
Tata Letak :
1. Pengambilan : untuk mengelakkan air agar masuk ke saluran irigasi. Diletakkan
dekat bendung dan pada tikungan luar.
2. Pembilas: mengurangi benda terapung dan sedimen kasar masuk ke saluran.
3. Pengambilan air pada dua sisi, sebaiknya salah satu sisi lewat sipon pada tubuh
bendung.
Gambar 15. Geometri bangunan pengambilan
Gambar 16. Tipe-tipe pintu pengambilan
Gambar 17. Tipe-tipe pintu bilas
1. Kantong Lumpur
Bagian ini terletak di belakang pintu pengambilan, berfungsi untuk mengendapkan
sedimen halus yang masuk malului pintu intake. Sedimen halus/lumpur yang
mengendap secara berkala dibuang melaului pintu pembilas, dibuang atau
digelontorkan kembali ke sungai.
1. Bangunan Pelengkap Lainnya :
A. Tanggul Banjir
Untuk mencegah terjadinya luapan banjir di hulu bendung dan dan mengarahkan aliran
banjir.
Panjang dan elevasi. Kurva pengempangan digunakan untuk menghitung panjang dan
elevasi tanggul untuk banjir dengan periode ulang berbeda. Untuk genangan dengan Q
100 tahun ditambah tinggi jagaan. Dan dicek dengan Q 1000 tahun.
Hitung pakai “Standar Step Methode “, jika ada data kemiringan sungai, potongan
melintang dan faktor kekasaran sungai.
Untuk perkiraan kasar, hitung pakai rumus sederhana.
Poros tanggul; Tanggul banjir sebaiknya jauh dari air terendah. Tinggi jagaan:
Elevasipuncak tanggul 0,25 m diatas elevasi pangkal bendung untuk keamanan extra.
Potongan melintang; Lebar puncak tanggul 3 m. Kalau dipakai jalan ditambah
seperlunya. Kemiringan hulu dan hilir diambil antara 1 : 2 s/d 1 :3,5 tergantung jenis
tanah. Tinggi tanggul > 5m sebaiknya stabilitasnya dicek dengan perhitungan khusus.
Bila fondasi tanggul lolos air (porous) disarankan dibuat cut off (parit halang) 1/3 x H.
1. Krib Dan Bronjong (Matras Batu)
Krib berfungsi untuk mengarahkan aliran, melindungi tanggul maupun tebing sungai
terhadap penggerusan.
Krip dibuat tegak lurus tanggul. Tinggi mercu krip sama dengan bantaran. Kemiringan
pelindung tanggul atau krip 1 : 2,5 – 3,5 di bawah air, dan 1 : 1,5-2,5 yang di atas air.
Kemiringan ujung krip 1 : 5-10
Bronjong berfungsi untuk membentuk krib dan sebagai pelindung tebing dan dasar
sungai.
Berbentuk bak dari jala kawat yang diisi batu. Ukuran biasanya 2x1x0,5 m. Tidak boleh
dipakai untuk bagian bangunan permanen. Keuntungannya batu sedang diikat dalam
kawat memberi masa kuat dan konstruksi flexible.
1. Saringan Baja/Trasrak
Berfungsi untuk mencegah masuknya batu-batu besar di depan pintu pengambilan dan
di depan pintu penguras.
Sehingga operasional pintu pengambilan dan penguras dapat berjalan normal setiap
saat.
1. Rip Rap (Lapisan Batu Teratur)
Berfungsi untuk melindungi dasar sungai atau tebing di hilir. bendung Rip-rap dipasang
dari puncak bendungan sampai + 2 m di bawah permukaan air terendah untuk operasi
(MOL, Minimum Operation Level).
Tebal lapisan tergantung pada : kekuatan batu, tinggi bendungan, frekuensi muka air
dan tinggi perkiraan gelombang. Umumnya apabila menggunakan tenaga manusia + 30
cm, menggunakan alat berat + 50 cm – 100 cm. Batu harus keras, padat, awet, BJ ≈ 2,4
t/m3. Panjang lindungan 4 x R (R : dalam gerusan). Tebal lapisan 2 ~ 3 x d40 . Nilai d40
tergantung kecepatan air.
Gambar 18. Tipe-tipe Rip Rap
1. Kantong Lumpur
Kapasitas memadai untuk sedimen yang masuk, mampu membilas, perlu kemiringan
tinggi. Pada saluran primer dibuat pelimpah. Meskipun sudah ada bangunan pembilas di
depan intake, biasanya masih ada butir halus partikel yang masuk. Untuk mencegah
masuk ke saluran diperlukan kantong lumpur. Prinsipnya adalah memperbesar saluran
sehingga kecepatan berkurang akibatnya sedimen mengendap. Untuk menampung
sedimen saluran diperdalam, dibilas tiap 1-2 minggu.
Biasanya panjang 200 m untuk sedimen kasar, sampai dengan 500 m untuk sedimen
halus. Tergantung pada topografi dan keperluan pembilasan. Pertimbangan dalam
memutuskan: (a) Ekonomis atau tidak, (b) Kemudahan pekerjaan OP, (c) Perlu
dibangun, kalau sedimen masuk ke saluran > 5% kedalaman x panjang x lebar saluran
primer dan sekunder (butiran< 0,06 – 0,07 mm).
Dimensi kantong lumpur
Partikel pada titik awal A kecepatan endap w dan kecepatan air v akan mengendap di
titik C . Waktu yg diperlukan: t = H/w = L/v dimana v = Q/HB. Menghasilkan LB = Q/w,
dimana L: panjang kantong lumpur, B : lebar kantong lumpur, Q : debit air, w:
kecepatan endap di kantong lumpur. Agar tidak terjadi meandering atau pulau endapan
dibuat L/B > 8. Kalau topografi tidak memungkinkan bisa dibagi-bagi ke arah
memanjang dengan dinding pemisah (devider wall).
Volume tampungan
Volume kantong lumpur tergantung pada kandungan sedimen, volume air yang lewat,
dan jarak waktu pembilasan. Banyak nya sedimen yang lewat dapat dihitung dengan
cara: (a) Pengukuran langsung di lapangan, (b) Perhitungan rumus yang cocok
(Einstein-Brown, Meyer-Peter, Muller), (c) Atau memakai data kantong lumpur yang ada
di lokasi lain. Kedalaman ds = 1 m untuk jaringan kecil (10 m3/dt ), 2,5 m untuk
jaringan besar (100 m3/dt).
Tata letak kantong lumpur
Tata letak terbaik kalau saluran pembilas lurus sebagai kelanjutan kantong lumpur,
saluran primer di sampingnya. Ambang saluran primer di atas tinggi maksimum
sedimen. Alternatif tata letak lain saluran primer searah kantong lumpur, perlu dinding
pengarah.
Gambar 19. Pengarah aliran
1.1.3. Pemilihan Lokasi Bendung :
1. Menentukan lay out saluran primer dari bangunan bagi atau bagi sadap pertama
ke arah hulu.
2. Mengebor dasar sungai di beberapa lokasi untuk memperoleh lokasi dengan
pondasi yangbaik dan kuat.
3. Memberi detail pada lokasi yang dipilih (as bendung).
4. Menentukan kebutuhan elevasi air di pintu pengambilan sama dengan tinggi air
normal di bendung.
5. Lokasi bendung dipilih pada alur sungai yang lurus.
Gambar 20. Skema persyaratan hidraulika Bendung
Dan berdasarkan SNI 03-2401-1991, Tata Cara Perencanaan Umum Bendung, adalah
standar ini dimaksudkan sebagai acuan dan pegangan dalam membuat desain bendung
agar memenuhi persyaratan hidraulik dan struktur serta persyaratan pelaksanaan
secara benar dan aman, sesuai dengan pola bangunan berwawasan lingkungan
sehingga diharapkan desain bendung dengan baik, aman dan berfungsi semestinya,
sesuai dengan kelembagaan dan pengaturan yang terkait dengan mempertimbangkan
faktor teknis perencanaan.
Data dan informasi mengenai data kebijakan perencanaan dan desain, data pembuatan
bendung, data morfologi sungai, data geologi teknik, data bahan bangunan, data
peralatan. Syarat keamanan antara lain keamanan hidraulik,keamanan struktur,
keamanan dalam operasional dan keamanan. lingkungan yang berkaitan dengan
gangguan angkutan muatan. Desain mengenai bendung membahas antara lain tentang
pra desain dasar mengenai persiapan pekerjaan, penentuan lokasi bendung, tipe
bendung beserta kelengkapannya dan penentuan debit desain.
Pra desain hidraulik membahas tentang panjang dan tinggi mercu bendung, mercu dan
tubuh bendung, peredam energi, tembok sayap hilir, bangunan pengambil, bangunan
pembilas, bangunan pengarah arus, tanggul penutup dan tanggul banjir, tembok
pangkal bendung, saringan sampah dan batu bongkah, lantai undik atau dinding tirai,
bangunan penangkap sidemen. Desain struktur meliputi desain struktur atas dan
struktur bawah.
Fungsi kelengkapan bendung mencakup tubuh bendung merupakan ambang tetap yang
berfungsi menaikkan muka air, ambang bendung gerak berfungsi sebagai perletakan
pintu bendung gerak, peredam energi berfungsi untuk meredam energi air agar tidak
terjadi penggerusan setempat yang membahayakan konstruksi, lantai undik berfungsi
mengurangi bahaya rembesan dan erosi, tembok pangkal berfungsi sebagai penahan
tanah, tembok sayap berfungsi sebagai pengarah arus.
Syarat keamanan hidraulik bendung dan bangunan pelengkap meliputi antara lain
keamanan terhadap luapan, keamanan terhadap gerusan lokal, degradasi sungai,
keamanan terhadap agradasi dasar sungai, rembesan, perubahan arah aliran dan
tekanan air. Sedangkan syarat keamanan struktur meliputi kekuatan, kestabilan,
kimiawi dan biotis.
1.1.4. Operasi dan Pemeliharaan
Operasi adalah pengaturan bukaan pintu untuk penyediaan air. Pengaturan air pada
kondisi normal, kondisi banjir, dan kondisi kering.
Kondisi normal adalah aliran sungai normal, sedimen yang dibawa sedang. Penjediaan
air dilakukan sesuai rencana kebutuhan air irigasi dan keperluan lainnya. Air sungai
masih bisa mengalir ke hilir untuk keperluan lain dan keperluan lingkungan. Pada saat
ini pintu pengambilan dibuka penuh, pintu bilas atas dan bawah ditutup, agar air depan
pengambilan tenang sedimen mengendap. Pintu bilas bawah dibuka 1 jam setiap hari
untuk menguras endapan lumpur. Kalau terdapat benda terapung depan pintu bilas,
pintu bilas atas diturunkan untuk menghanyutkan benda terapung. Dalam keadaan ini
biasanya kolam lumpur sudah penuh pada 5-10 hari (tergantung perencanaan). Untuk
ini dilakukan pengurasan lumpur secara hidraulis, dengan prosedur sebagai berikut :
Pintu bilas atas dan bawah ditutup, pintu pengambilan dibuka, pintu ke saluran irigasi
ditutup, pintu penguras dibuka. Lama pengurasan tergantung jumlah sedimen, besaran
fraksi sedimen, besar debit dan kemiringan kantong lumpur yang sudah dihitung dalam
rencana dan model test (biasanya 3-5 jam). Setelah selesai, air irigasi dialirkan kembali.
Operasi adalah pengaturan bukaan pintu untuk penyediaan air. Pengaturan air pada
kondisi normal, kondisi banjir, kondisi kering. Kondisi banjir: aliran sungai besar,
sedimen yang dibawa banyak. Penjediaan air untuk irigasi dan keperluan lainnya
dihentikan sementara, karena di sawah sudah kelebihan air, dan cenderung membuang.
Pada saat ini pintu pengambilan ditutup penuh, pintu bilas atas dan bawah ditutup, agar
sedimen tidak masuk ke saluran irigasi dan sedimen dilewatkan atas bendung. Pada
saat air surut dimana kedalaman air diatas mercu antara 0.5 s/d 1 m pintu pembilas
dibuka untuk menguras lumpur. Setelah lumpur bersih dan air di atas bendung antara
0-0.5 m, pintu pengambilan dibuka dan pintu bilas ditutup. Air irigasi normal kembali.
Pada beberapa bendung dimana debit banjir besar, saluran pembilas dipakai untuk
melewatkan air. Untuk itu pintu bilas dibuka saat banjir. Kalau sungai membawa
batang-batang pohon, kemungkinan bisa menyangkut pada saluran pembilas yang
sempit.
Pengaturan air : kondisi normal, kondisi banjir, kondisi kering. Kondisi kering: aliran
sungai kecil, sedimen yang dibawa sedikit. Penjediaan air untuk irigasi dan keperluan
lainnya dipenuhi tetapi cenderung kurang. Air sungai jangan disadap 100%, karena di
hilir bendung biasanya ada penyadapan untuk keperluan lain dan atau untuk menjaga
lingkungan. Pada saat ini pintu pengambilan dibuka penuh, pintu bilas atas atau bawah
dibuka sebagian, agar air tetap mengalir sebagian ke hilir bendung.
Karena air sungai cenderung bersih maka kandungan sedimen sedikit, maka frekuensi
pengurasan lumpur
dapat lebih lama dibanding saat air normal. Cara pengurasan seperti saat air normal,
cuma karena air sungai dan selisih tinggi minim, air sungai ditampung dulu beberapa
jam didepan bendung dengan menutup pintu pengambilan dan pembilas. Pada saat
elevasi air naik sampai mercu bendung, pembilasan dimulai. Pada saat ini pengecekan
terhadap saluran pembilas bawah dilakukan untuk mengetahui apakah ada sumbatan
batu. Kalau ada inilah saatnya untuk mengatasinya, karena air sungai kecil.
Pemeliharaan adalah kegiatan untuk menjaga agar bangunan berfungsi seperti
sediakala. Jenis pemeliharaan: Rutin, berkala, darurat, permanen.
Pemeliharaan Rutin adalah kegiatan secara rutin dilakukan, misalnya babat rumput
sekitar bendung, menutup retakan tembok, perbaikan kecil batu kosong, pengambilan
benda terapung depan pintu bilas, pengurasan sedimen pada saluran bawah 1 jam/hari
Pemeliharaan Berkala adalah kegiatan dilakukan secara berkala, misalnya pengecatan
pintu, pemberian stenfet (greesing), pembersihan sedimen pada kantong lumpur,
pengecatan bangunan pelindung, pembersihan sedimen dan batu menyumbat pada
saluran pembilas, perbaikan bronjong dan pasangan batu kosong, perbaikan pintu
macet.
Pemeliharaan Darurat adalah perbaikan darurat agar bendung dapat segera berfungsi.
Hal ini terjadi karena bencana alam atau kelalaian manusia. Perbaikan ini dilakukan
dengan harapan nanti ada dana untuk penyempurnaan berupa perbaikan permanen.
Pemeliharaan Permanen adalah kegiatan perbaikan sebagai peningkatan perbaikan
darurat maupun perbaikan akibat bencana dan kelalaian manusia, sehingga
perbaikannya menjadi permanen, misalnya tanggul penutup longsor, sayap bendung
patah, stang pintu bengkok, gerusan dalam di bawah bendung, kerusakan pada kolam
olak, pelindung talud runtuh, penurunan tubuh bendung.
1.2. Teori Stabilitas Bendung
Dalam perencanaan Bendung harus memenuhi persyaratan stabilitas sehingga bendung
akan stabil dan dapat berfungsi lama. Tinjauan stabilitas meliputi :
1.2.1. Stabilitas Terhadap Geser
Bendung harus mampu menahan gaya horizontal akibat tekanan air dan sediment,
sehingga bendung akan tetap pada posisinya, tidak bergeser.
S = f x SV > 1,2
SH
Dimana :
S = Stabilitas geser (lebih besar 1,2 aman terhadap geser)
f = Koefisien gesekan tanah pondasi
SV = Totalgayavertical
SH = Totalgayahorisontal
1.2.2. Stabilitas Terhadap Guling
Bendung harus mampu menahan gaya horizontal sehingga bendung tidak roboh atau
mengguling.
S = SMV > 1,2
SMH
Dimana :
S = Stabilitas guling (lebih besar 1,2 aman terhadap guling)
SMV = Total momen akibatgayavertical
SMH = Total mamen akibatgayahorizontal
1.2.3. Stabilitas Terhadap Eksentrisitas
Bendung harus memenuhi keseimbangan struktur atau stabil terhadap eksentrisitas.
e = B _ Mr < B/6
2 SV
Dimana :
e = Eksentrisitas
B = Lebar dasar bendung
Mr = (MV – MH)
MV = Momen akibatgayavertical
MH = Momen akibatgayahorizontal
1.2.4. Stabilitas Terhadap Daya Dukung Pondasi
Bendung harus aman terhadap penurunan, oleh karena itu daya dukung tanah pondasi
harus mampu menahan berat bendung dan beban lain akibat banjir.
s = SV x (1 ± 6.e)
B B
s Maksimum = SV x (1 + 6.e) < q ijin
B B
s Minimum = SV x (1 – 6.e) > 0
B B
Dimana :
s = Tegangan tanah pondasi
SV = Totalgayavertical
B = Lebar dasar bendung
e = Eksentrisitas
Q ijin = Daya dukung yang diijinkan
ekat Ukur Cipoletti
Alat ukur ini berbentuk trapesium dengan perbandingan sisi 1:4 disebut sesuai dengan nama orang yang
pertama kali menggunakannya, seorang insinyur Itali yang bernama Cipoletti, dapat digunakan untuk mengukur debit
air yang relatif besar.
Pengukuran debit air dengan menggunakan sekat ukur Cipoletti ini dapat menggunakan rumus sebagai
berikut:
Q = 0,0186 b.h3/2
Dimana:
Q = debit air (liter/detik)
b = lebar ambang (sentimeter)
h = tinggi muka air (sentimeter)
3. Sekat Ukur Thomson
Sekat ukur ini berbentuk segitiga sama kaki dengan sudut 90º, disebut sesuai dengan nama orang yang
menggunakan pertama kali yaitu orang Inggris bernama Y. Thomson. Sekat ukur ini digunakan untuk mengukur debit
yang relative kecil dan sering dipakai untuk mengukur air saluran tersier dan kwarter atau di kebun tebu. Alat ini
dapat dibuat dalam bentuk yang dapat dipindah-pindahkan (portable).
Sekat ukur ini menggunakan rumus sebagai berikut:
Q = 0,0186 h5/2
Dimana:
Q = debit air (liter/detik)
h = tinggi muka air (sentimeter)
Pengukuran Debit Secara Tidak Langsung
Pengukuran tidak langsung ini dilakukan dengan mengukur kecepatan (V) dan luas penampang aliran (A)
menggunakan rumus debit:
Q = V x A
Dimana:
Q = debit air (liter/detik)
V = kecepatan (m/detik)
A = luas penampang aliran (m2)
Contoh soal:
Untuk mengairi sawah, pada petakan dipasang bambu dengan diameter 20 cm, jika kecepatan air mengalir melalui
bambu 0,50 meter/dtk, maka debit air yang mengalir pada bambu tersebut ....
A. 0,085 m3/dtk
B. 0,075 m3/dtk
C. 0,055 m3/dtk
D. 0,035 m3/dtk
E. 0,015 m3/dtk
Pembahasan :
Dik : d = 20cm = 0,2 m
V= 0,5 m/dtk
Dit: Q.......?
Jawab :
A =
A =
A = 0,0314m2
Q = V x A
Q = 0,5 m/dtk x 0,0314 m2
Q = 0,01570 m3/dtk
Alat ukur tipe Cipoletti dan Thomson ini mempunyai ciri-ciri sebagai berikut:
a. Konstuksi sederhana sehingga dapat dibuat dari bahan-bahan local seperti kayu, plat besi dan sebagainya.
b. Dapat digunakan untuk mengukur debit air pada saluranyang berukuran kecil, misalnya saluran sekunder dan
tersier.
c. Bila diperlukan dibuat dalam bentuk yang dipindah-pindahkan. Sangat cocok untuk areal perkebunan tebu yang
sering pindah-pindah lokasi atau untuk keperluan penelitian efisiensi irigasi dan kebutuhan air tanaman.
d. Agar dapat berfungsi dengan baik, diperlukan kemiringan aliran air yang cukup dan tidak cocok dipakai diareal
irigasi yang datar.
e. Di muka ambang, mudah terjadi pengendapan lumpur yang dapat mempengaruhi hasil pengukuran debit dan perlu
Thompson adalah nama yang terkenal di PDAM, khususnya di kalangan operator yang bertanggung jawab atas kelancaran pasokan air, mulai dari sumber air baku (intake, broncaptering), transmisi (unit bak pelepas tekanan, BPT), dan instalasi pengolahan air (sedimentasi, kanal). Sebagai alat ukur, ia luas digunakan di PDAM untuk mengetahui perkiraan debit air yang akan dan sudah diolahnya, terutama kurang dari 200 l/d. SelainThompson, ada juga Cipoletti dan Romyn (untuk debit antara 200 dan 2.000 l/d), dan untuk debit di atas 2.000 l/d digunakan Bendulan/Crump de Gruyter. Dua alat yang disebut terakhir biasanya dikenal dengan nama pintu ukur karena selain untuk mengukur debit juga untuk membuka-tutup aliran.
Alat ukur debit air pada saluran terbuka tersebut memiliki konsep yang sederhana, yaitu hubungan antara kedalaman air dan lajunya dipengaruhi oleh bentuk dan dimensi alatnya. Perhitungan debitnya menggunakan persamaan yang menggunakan tinggi air atau head. Adapun pertimbangan yang biasa digunakan dalam pemilihan alat ukur tersebut antara lain biaya pembuatan dan pemasangannya, biaya perawatan, dimensi kanal, debit, dan karakteristik airnya (kejernihan, berlumpur, sampah). Biasanya pemilihan alat ukur ini didasarkan pada besar-kecilnya debit air yang akan diukur.
Weir SegitigaTerjemahan yang biasa digunakan untuk weir ialah ambang, yaitu sekat penghalang yang dikalibrasi, dibuat melintang (tegak lurus arah aliran) di saluran (kanal). Alat ukur primer ini sederhana, murah dan dapat dibuat dari beragam bahan, seperti aluminum, fiberglass, pelat logam, plastik, kayu. Jenis ambang atau sekat ini dapat diklasifikasikan berdasarkan bentuk takiknya (notch), yaitu segiempat panjang, tapezium (Cipoletti), dan segitiga (misalnya Thompson). Dapat juga dibedakan atas bentuk puncaknya, yaitu ambang tajam (sharp crested weir), ambang bulat (ogee weir), ambang lebar (broad crested weir), dan ambang sempit (narrow crested weir). Selain itu, ambang bisa juga dibagi menjadi dua: ambang kontraksi (contracted weir) dan ambang tanpa kontraksi (suppressed weir).
Bagaimana dengan alat ukur yang disebut V-notch? Alat ini terdiri atas takik segitiga yang dipotong di dalam kanal, puncaknya terletak di bagian dasar. Sudut V-notch yang umum dipakai ialah 900, 600 dan 450. Dalam
pemakaian khusus sudutnya ada juga yang 1200, 300, dan 22 ½0. Persamaan umum untuk menghitung debitnya adalah:
Q = K H(pangkat 2,5)Q : DebitH : Head di atas weirK : Konstanta atau koefisien, fungsi terhadap sudut weir dan unit pengukuran. Nilai K ini berkisar antara 0,570 dan 0,611, bergantung pada H dan Q.
Selain formula dasar di atas, ada bentuk lainnya, yaitu:
Q = 1,39 H(pangkat 2,5).tg (theta/2), Q dalam m3/d. theta adalah sudut takik.H = tinggi air di ambang, diukur di hulu, (2 – 3)H (m).
Formula lainnya, setelah melalui perhitungan integral, dan untuk takik siku-siku serta koefisien debitnya 0,6 maka dapat ditulis sbb:
Q = 1,418 H(pangkat 2,5)
Bagaimana dengan akurasinya? Agar akurasi pengukurannya terjamin, ada beberapa syarat yang harus dipatuhi: (1) weir harus halus dan tegak lurus terhadap sumbu kanal, (2) panjang weir atau sudut notch ditentukan dengan akurat, (3) Upayakan tinggi kanal dari dasar dua kali dari maksimum head air di atas dasar takik, (4) bahannya dari lempeng tipis 3-5 mm, (5) alat ukur dipasang pada jarak minimal tiga kali head maksimumnya.
Berkaitan dengan akurasinya, formula alat ukur tersebut relatif kurang akurat apabila dibandingkan dengan formula V-notch yang dibuat oleh Kindsvater- Shen. Rumus atau persamaan weir V-notch yang dibuat oleh Kindsvater- Shen diberikan di bawah ini.
Pada Tabel 1 diberikan perkiraan debit yang melewati weir segitiga yang dihubungkan dengan ketinggian airnya (head). Tinggi air dalam centimeter dan debitnya dalam liter per detik, mulai dari sekitar 10 l/d sampai dengan 200 l/d. Perlu ditambahkan bahwa alat ukur ini yang dipasang di unit BPT di jalur pipa transmisi air baku PDAM sering kurang optimal fungsinya karena gejolak alirannya terlampau besar (sangat turbulen) dan jarak dari ambang ke saluran di hulunya tidak memenuhi syarat.
Oleh sebab itu, pengukuran tinggi head-nya menjadi kurang teliti sehingga dugaan debit pun menjadi kurang tepat. Agar mendekati debit riilnya, alat ukur sebaiknya dipasang di bagian hilir broncaptering dan memenuhi syarat-syarat seperti ditulis di atas, kemudian dibuat di BPT terakhir sebelum masuk ke reservoir distribusi. Juga dapat dipasang sebelum unit prasedimentasi kalau airnya dari sungai. Hanya saja, perlu didahului oleh bar screen dan fine screen di unit intake-nya agar takiknya tidak tertutupi oleh serpihan sampah. *