Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH
di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 181JOKO SANTOSOL2A 001 086
5.BAB V PERENCANAAN STRUKTUR PERENCANAAN STRUKTUR 5.1.TINJAUAN UMUM
Perencanaan struktur dam meliputi perhitungan perhitungan
konstruksi
tubuhdamdanPLTMHyaituperencanaanspillwayyangmeliputibentukdan
ukurancrestspillway,peralihanmercu
spillwaykesaluranpeluncur,koordinat
lengkungmercuspillwaybagianhuludanhilir,saluranpeluncursampai
bangunanperedamenergi.Dalamperencanaantubuhdam,komponen-komponenyangperludiperhatikanadalahdimensidanstabilitasdam.
PerencanaanPLTMHmeliputiperhitungandayayangdihasilkan,penentuan
turbin,pipapesatdaninstalasipengaturairsertaperencanaansaluran
pembuangan. 5.2.PERENCANAAN TUBUH DAM 5.2.1.Tinggi Dam
Tinggitubuhdamditentukanberdasarkankapasitasdesainkolamdam yang
terpilih yaitu 57795,503 m3 . Berdasarkan grafik hubungan antara
elv. dan
kapasitaskolammakadirencanakanpuncakbendungterletakpadaelevasi
+179,245 m. Darihasilfloodroutingdidapatelv.mukaairbanjir+183,234m.
SedangkanElevasidasarkolam+165danelevasitanahdasardam+165 ditambah
tinggi jagaan,maka tinggi dam adalah : Tinggi dam= ( (+183,234) -
(+165) ) = 18,234 m Gambar 5-1Menentukan Tinggi Dam Tugas Akhir
Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078 182JOKO SANTOSOL2A 001 086
5.2.2.Tinggi Puncak Dam Untuk mendapatkan tinggi puncak dam
makaperlu dicaritinggijagaan.
Tinggijagaanadalahjarakbebasantaramercudamdenganpermukaanair
maksimumrencana.Tinggijagaandapatdihitungdenganmenggunakan
persamaan sebagai berikut : Hf > Ah + (hw atau 2eh) + ha + hi Hf
> hw + 2eh + ha + hi
(Sosrodarsono & Takeda, 1999) di mana : Hf= tinggi jagaan
(tinggi kemungkinan kenaikan permukaan air dam) (m) Ah= tinggi
kenaikan permukaan air akibat timbulnya banjir abnormal(m) hw=
tinggi ombak akibat tiupan angin (m) he= tinggi ombak akibat gempa
(m) ha= tinggikemungkinankenaikanpermukaanairdam,apabilaterjadi
kemacetan-kemacetan pada pintu bangunan pelimpah. (m) hi= tinggi
tambahan yang didasarkan pada tingkat urgensi dari dam(m) Untuk
mendapatkan tinggi jagaan, maka perlu dicari Ah, hw, he, ha, hi.
1.Tinggi kenaikan permukaan air yang disebabkan oleh banjir
abnormal (h) dihitung berdasarkan persamaan sebagai berikut : T Qh
AhQQh+= A1. .320o (Sosrodarsono & Takeda, 1999) di mana : Qo=
Debit banjir rencana (m/dt ) Q= Debit Outflow bangunan pelimpah
untuk banjir abnormal(m/dt) o= 0,2 untuk bangunan pelimpah terbuka
o= 1,0 untuk bangunan pelimpah tertutup h= kedalaman pelimpah
rencana (m) A= luas permukaan air dam pada elevasi banjir rencana
(km) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH
di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 183JOKO SANTOSOL2A 001 086
T= durasi terjadinya banjir abnormal (1 s/d 3 jam) Untuk
perhitungan digunakan data-data sebagai berikut : Qo= 95,414 m/dt
Q= 95,19 m/dth= 2 m A= 0,0267 km T= 3 jam h A= 3 . 19 , 952 . 0267
, 012.19 , 95414 , 95 . 2 , 0.32+ h A= 0,267 m 2.Tinggi jangkauan
ombak yang disebabkan oleh angin (hw)
Tinggijangkauanombakyangdisebabkanolehanginsangat dipengaruhi oleh
panjangnya lintasan ombak (F) dan kecepatan angin di atas permukaan
air dam. Panjang lintasan ombak yang dipakai adalah Feff sebesar
253m.Sedangkankecepatanangin(maksimal)diataspermukaanairdam
diambildaridatadistasiunBMGSemarangyaitu20m/det.Dengan
kemiringanhulu1:3danpermukaanlerenghuludirencanakanterdiridari
hamparan batu pelindung (kasar). Perhitungan tinggi ombak (hw) ini
menggunakan grafik metode SMB
(gambar5.2).Darigrafikdiperolehtinggijangkauanombak(hw)yang didapat
adalah 0,15 m . Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang
Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 184JOKO
SANTOSOL2A 001 086 Gambar 5-2Panjang Lintasan Ombak Efektif Gambar
5-3Grafik Perhitungan Metode SMB (Sosrodarsono, 1989) Lereng dengan
Permukaan Halus Lereng dengan Permukaan Kasar terdiri dari Hamparan
Batu Pelindung Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang
Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 185JOKO
SANTOSOL2A 001 086 3.Tinggi ombak yang disebabkan oleh gempa (he)
Digunakan data-data pada tabel berikut : Tabel 5.1Koefisien
GempaZoneKoefisien (Z)Keterangan A B C D E F 1,90-2,00 1,60-1,90
1,20-1,60 0,80-1,20 0,40-0,80 0,20-0,40 SEMARANG (Sumber : DHV
Consultant, 1991) Tabel 5.2Percepatan Dasar GempaPeriode Ulang
(tahun) Percepatan dasar gempa (Ac) (cm/dt) 10 20 50 100 200 500
1000 5000 10000 98,42 119,62 151,72 181,21 215,81 271,35 322,35
482,80 564,54 (Sumber : DHV Consultant, 1991) Tabel 5.3Faktor
Koreksi Tipe BatuanFaktor (V) Rock Foundation Diluvium (Rock Fill
Dam) Aluvium Soft Aluvium 0,9 1,0 1,1 1,2 (Sumber : DHV Consultant,
1991) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi
PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 186JOKO SANTOSOL2A
001 086
Daridatapadatabel-tabeldiatas,makadapatditentukanhargayangakan
digunakan yaitu: (1).Koefisien gempa(z)=0,80 (2).Percepatan dasar
gempa (Ac) =181,21 cm/dt (3).Faktor koreksi(V) =1,1 (4).Percepatan
grafitasi ( g )=980 cm/dt Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway
Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078
187JOKO SANTOSOL2A 001 086 Gambar 5-4Pembagian Zona Gempa di
Indonesia (SNI Gempa 2002) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway
Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078
188JOKO SANTOSOL2A 001 086 Perhitungan intensitas seismis
horisontal,dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : e = gVAc z
. .e =|.|
\|9801. 21 , 181 . 8 , 0e = 0,147 Didapatkan tinggi ombak yang
disebabkan oleh gempa adalah : 0..H gehett=(Sosrodarsono &
Takeda, 1999) di mana: e=Intensitas seismis horizontal t=Siklus
seismis ( 1 detik ) H0=Kedalaman air di dalam waduk (m) =elv.HWL
elv.dasar =+183,234 - (+165) =+ 18,234 (MSL) eh = 234 , 18 . 81 ,
914 , 3147 , 0 =0,626 m Jadi tinggi puncak ombak di atas permukaan
air rata-rata 2eh= 0,313 m.
4.Kenaikanpermukaanairdamyangdisebabkanolehketidaknormalan operasi
pintu pintu bangunan pelimpah (ha)
Ketidak-normalanoperasipintu-pintumengakibatkanterjadinyakenaikan
permukaan air waduk (ha) melampaui batas maximum rencana. Karena
pertimbangan-pertimbanganekonomis.Biasanyasebagaistandard diambil
ha = 0,5 m (Sosrodarsono & Takeda, 1999). Tugas Akhir
Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078 189JOKO SANTOSOL2A 001 086 5.Angka
tambahan tinggi jagaan yang didasarkan pada tipe dam (hi)
Mengingatlimpasan melalui mercu dam urugan sangatriskan, maka untuk
dam tipe ini angka tambahan tinggi jagaan (hi) ditentukan sebesar
1,0 m(hi=1,0m).(Sosrodarsono&Takeda,1978).Berdasarkandata
perhitungan tersebut di atas dimana : Ah0,267 m hw0,15 m 2eh0,313 m
ha0,5 m hi1,0 m
Tinggijagaandapatdihitungdenganmenggunakanpersamaansebagai berikut
: Hf > Ah + (hw atau 2eh) + ha + hi (Sosrodarsono & Takeda,
1978) Hf > hw + 2eh + ha + hi
Alternatif tinggi jagaan 1 Hf > Ah + hw + ha + hi Hf= 0,267 +
0,15 + 0,5 + 1,0 = 2,017 m Alternatif tinggi jagaan 2 Hf > Ah +
2eh + ha + hi Hf= 0,267 + 0,313 + 0,5 + 1,0 = 2,080 m Alternatif
tinggi jagaan 3 Hf > hw + 2eh + ha + hi
Hf= 0,15 + 0,313 + 0,5 + 1,0 = 2,063 m Tugas Akhir Perencanaan
Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang
HILALUDINL2A 001 078 190JOKO SANTOSOL2A 001 086
Didasarkanpadatinggibendunganyangdirencanakan,makaangka
standarduntuk tinggi jagaan pada bendungan urugan adalah sebagai
berikut: Lebih rendah dari 50 mHf 2,0 m Dengan tinggi jagaan 50 s/d
100 mHf 3,0 m Lebih Tinggi dari 100 mHf 3,5 m (Sosrodarsono &
Takeda, 1978) Dari ketiga alternatif tinggi jagaan tersebut diambil
tinggi jagaan 3 m. Tinggi puncak Dam= tinggi dam + tinggi jagaan=
18,234 + 3= 21,234 m.Jadi elevasi puncak dam= Elevasi dasar dam +
Tinggi Puncak = +165,00 + 21,234 m = + 186,234 m Tugas Akhir
Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078 191JOKO SANTOSOL2A 001 086
5.2.3.Kemiringan Tubuh Tanggul
Kemiringanlerengtangguladalahperbandinganantarapanjanggaris
vertikalyangmelaluipuncakdenganpanjanggarishorizontalyangmelalui
tumit masing masing. Untuk kemiringan lereng hulu = 1 : 3 Untuk
kemiringan hilir = 1 : 2,25 Tabel 5.4Kemiringan Tanggul yang
diajurkan Material Urugan Material Utama Kemiringan Lereng Vertikal
: Horisontal HuluHilir 1.Urugan homogen 2.Urugan majemuk a.Urugan
batu dengan inti lempung atau dinding diafragma b.Kerikil-kerakal
dengan inti lempung atau dinding diafragma CH CL SC GC GM SM
Pecahan batu Kerikil-kerakal 1:3 1:1,50 1:2,50 1:2,25 1:1,25 1:1,75
(Sumber: Ibnu Kasiro dkk,1994) 5.2.4.Panjang Dam
Panjangdamadalahpanjangseluruhpanjangmercudamyang
bersangkutan,termasukbagianyangdigalipadatebing-tebingsungaidikedua
ujungmercutersebut.PanjangdamGambiradalah108,39mpadaelevasi puncak
dam + 186,234 m. Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang
Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 192JOKO
SANTOSOL2A 001 086 5.2.5.Lebar Dam Lebar mercu dam minimum dihitung
berdasarkan persamaan sebagai berikut : B = 3,6 H1/3 3,0
(Sosrodarsono & Takeda, 1978) di mana : H = Tinggi Dam ( 21,234
m ) MakaB= 3,6 (21,234)1/3 3,0=6,968 m
Karenadigunakandamurugantipehomogen,makauntukmemberikanrasa
amanterhadapkestabilanterhadaplongsornyalapisankedapairlebardam
dibagian puncak dam diambil 7 m. 5.3.PERHITUNGAN STABILITAS TUBUH
DAM Tinjauan stabilitas tubuh dam meliputi tinjauan terhadap :
1.Stabilitas lereng dam terhadap filtrasi 2.Stabilitas lereng dam
terhadap longsor 5.3.1.Stabilitas Lereng Dam Terhadap Aliran
Filtrasi Stabilitas lereng dam terhadap rembesan ditinjau dengan
cara sebagai berikut:
1.Formasigarisdepresitubuhbendungkondisisesuaidengangaris parabola
diketahui : h=18,234 m (kondisi FSL) l1=54,702 m l2=58,527 m
o=23,96 d= 2 1. 333 , 0 l l + = (0,333 . 54,702) + 58,527 = 76,743
m maka: Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi
PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 193JOKO SANTOSOL2A
001 086 d d h Y + =2 20 (Sosrodarsono & Takeda, 1978) = ( ) ( )
743 , 76 743 , 76 234 , 182 2 +=2,136 m Parabola bentuk dasar dapat
diperoleh dengan persamaan : 20 0. 2 y x y y + = (Sosrodarsono
& Takeda, 1978) = 2136 , 2 . 136 , 2 . 2 + xDan diperoleh
koordinat parabola sebagai berikut : X- 1,068051015202530
Y0,0002,1365,0916,8768,2859,48710,55311,521 x3540455055606570
y12,41313,24514,02914,77015,47716,15216,80017,424
Untukokurangdari300,hargaa= 2 2sin cos cos|.|
\| |.|
\|o o oh d dmaka dapat ditentukan nilai : o cos 10= A +yaa = 96
, 23 cos 1136 , 2= 24,787 m a =2 2sin cos cos|.|
\| |.|
\|o o oh d d = 2 296 , 23 sin234 , 1896 , 23 cos743 , 7696 , 23
cos743 , 76||.|
\|||.|
\|= 13,011 m Sehingga didapat nilai : a = 13,011 m Tugas Akhir
Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078 194JOKO SANTOSOL2A 001 086 y0 =
2.136L1 = 54.702 L2 = 58.5277.000+ 185.234 dpl+ 165 dpl16.411d =
76.743a + da = 24.787a0 = 1.068MAB+ 183.234 dplA0= 24,787 13,011 =
11,776 mDarihasilperhitungandidapatgarisdepresialiranyangkeluar
melaluilerenghilirdamsehinggatidakamanterhadapbangunanuntukitu
perlu digunakan drainase kaki maupun drainase alas. Gambar 5-5Garis
Depresi Pada Bendungan Homogen (Sesuai Dengan Garis Parabola)
2.Formasigarisdepresitubuhbendungkondisidenganmenggunakandrainase
kakidiketahui : h=18,234 m (kondisi FSL) l1=54,702 m l2=53,527 m
o=135d= 2 1. 333 , 0 l l + = (0,333 x 54,702) + 53,527 = 71,742
mmaka: d d h Y + =2 20 = ( ) ( ) ( ) 742 , 71 742 , 71 234 , 182 2
+ =2,280 m Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan persamaan :
20 0. 2 y x y y + = =2280 , 2 280 , 2 . 2 + x Tugas Akhir
Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078 195JOKO SANTOSOL2A 001 086 +183.234
dplMABd=71.74216.411+165 dpl+185.234 dpl7.000L2=53.527 L1
=54.702da=0.200a=1.135Dan diperoleh koordinat parabola sebagai
berikut : x-1,14051015202530
y02,2805,2917,1278,5799,81810,91811,916 x3540455055606570
y12,83713,69714,50515,27116,00016,69717,36718,011 Untuk o = 1350,
berdasarkan grafik pada Gambar 2.13 didapat nilaiC = aad ad+ =
0,15maka dapat ditentukan nilai : o cos 10= +yd aa =707 , 0 1280 ,
2+ = 1,335 m 0,15 = 335 , 1a A
da=0,15 . 1,335 =0,200 a=1,335 0,200=1,135 Gambar 5-6Garis
Depresi Pada Bendungan Homogen Dengan Drainase Kaki 3.Jaringan
Trayektori aliran filtrasi (seepage flow-net) Kapasitas aliran
filtrasi asumsi Kh = Kv Dengan menggunakan rumus jaringan
trayektori aliran sebagai berikut: L H kNNQeff = (Sosrodarsono
& Takeda, 1978) di mana : Qf=kapasitas aliran filtrasi
(kapasitas rembesan) (m3/dt) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan
Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001
078 196JOKO SANTOSOL2A 001 086 Nf=angka pembagi dari garis
trayektori aliran filtrasi Ne=angka pembagi dari garis
equipotensial k=koefisien filtrasi H=tinggi tekanan air total (m)
L=panjang profil melintang tubuh dam (m) Dari data yang ada di
dapat : Nf=4(asumsi) Ne=8(asumsi) k=5x10-6 cm/det = 5x10-8
m/dt(asumsi) H=18,234 m L=113,2285 m Maka debit aliran filtrasi
adalah sebagai berikut : Q=2285 , 113 234 , 18 10 5848 |.|
\| = 5,161 x 10-5 m/dt = 5,161 x 10-5 .60.60.24 = 4,459 m/hari
Syarat, Q < 2% Q inflow (0,02 x 95,414 =1,908 m/dt)rata-rata
waduk113.229123456784321 MAB Gambar 5-7Jaringan Trayektori
4.Tinjauan terhadap gejala sufosi (piping) dan sembulan (boiling)
Kecepatanalirankeluarkeataspermukaanlerenghiliryangkomponen
vertikalnyadapatmengakibatkanterjadinyaperpindahanbutiran-butiran
bahan dam, kecepatannya dibatasi sebagai berikut : Tugas Akhir
Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078 197JOKO SANTOSOL2A 001 086 ..1Fg wc
=(Sosrodarsono & Takeda, 1978) di mana : c=kecepatan kritis
w1=berat butiran bahan dalam air = 0,92 t/m g=gravitasi = 9,8 m/det
F=luas permukaan yang menampung aliran filtrasi =2 m x 1 m = 2
m(untuk per satuan meter panjang bidang) maka: c= 1 . 28 , 9 . 92 ,
0 = 2,123 m/det Kecepatan rembesan yang terjadi pada dam adalah :V
=k .i=lhk2.(Sosrodarsono & Takeda, 1978) di mana: k= koefisien
filtrasi = 5 x 10-8 m/det i= gradien debit h2= tekanan air
rata-rata = 7,592 m l=
panjangrata-rataberkaselemenaliranfiltrasipadabidangkeluarnya
aliran = 8,452 m maka: V= 452 , 8592 , 7. 10 58 x= 4,491 x 10-8
m/det < c=2,123 m/det Aman 5.3.2.Stabilitas Lereng Dam Terhadap
Longsor Stabilitaslerengdam ditinjaudalamtigakeadaan,yaitu
padasaatmuka
airdammencapaielevasipenuh,dambaruselesaidibangundanbelumdialiri
Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di
Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 198JOKO SANTOSOL2A 001 086
air, dan pada saat air dam mengalami penurunan mendadak (Rapid
Drawdown). Perhitungan menggunakan metode irisan bidang luncur.
Data TeknisTinggi Dam= 20,234 m Tinggi Air= 18,234 m Elevasi Air
Waduk= + 183,234 m (FSL) Lebar Mercu Dam= 7 mKemiringan Hulu= 1 :
3Kemiringan Hilir= 1 : 2,25 Tabel 5.5Kondisi Perencanaan Teknis
Material Urugan sebagai Dasar Perhitungan Zone tubuh Kekuatan Geser
timbunan dalam beberapa kondisiIntensitas beban
damBasahKeringseismis horisontal C (t/m) (0)sat (t/m)d(t/m)(e) Zone
kedap air0,6181,7121,2090,147 Untuk perhitungan kestabilan terhadap
longsor digunakan persamaan berikut( )eesT Ttg N U N ClF + + =| .
;sF> 1,2 (Sosrodarsono & Takeda, 1978) Tugas Akhir
Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078 199JOKO SANTOSOL2A 001 086 Gambar
5-8Stabilitas Tubuh Dam Kondisi Baru Selesai dibangun Bagian Hulu
Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di
Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 200JOKO SANTOSOL2A 001 086
Tabel 5.6Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur pada Kondisi Dam
Baru Selesai dibangun Bagian Hulu r degrad 111,7723,14218,0000,314
IrisanA(m^2) W (t.m) radsin cos T = Wsin Te = e.Wcos N = Wcos e Ne
= e.W sin hw u = h.w sudut pias lU = u.l U = ul/cos tan (N-Ne-U)tan
CC.L
16,6501,71211,385-2-0,035-0,0350,999-0,3972,04811,3780,147-0,0720,0001,0000,0002,03,9020,0000,0000,3253,721
1,6 175,593
230,4601,71252,14830,0520,0520,9992,7309,37452,0760,1470,4910,0001,0000,0003,05,8530,0000,0000,32516,763
348,1081,71282,36180,1400,1390,99011,46414,68181,5600,1472,0640,0001,0000,0005,09,7550,0000,0000,32525,833
459,3381,712101,587130,2270,2250,97422,85517,81798,9830,1474,1140,0001,0000,0005,09,7550,0000,0000,32530,829
563,8411,712109,295190,3320,3260,94635,58818,601103,3390,1476,4060,0001,0000,0005,09,7550,0000,0000,32531,500
661,1101,712104,621230,4010,3910,92040,88417,33496,3020,1477,3590,0001,0000,0005,09,7550,0000,0000,32528,903
750,3741,71286,241280,4890,4700,88340,49213,70676,1440,1477,2890,0001,0000,0005,09,7550,0000,0000,32522,375
819,7991,71233,895340,5930,5590,82918,9565,05828,0990,1473,4120,0001,0000,0006,011,7060,0000,0000,3258,022
Jumlah172,57198,618 547,880 31,063 36 70,2370,000 167,947 ( )eesT
Ttg N U N ClF + + =| . ; sF > 1,2 267 , 1618 , 98 571 , 172947 ,
167 593 , 175=++= Fs > sFSyarat = 1,2 ...................AMAN!!!
Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di
Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 201JOKO SANTOSOL2A 001 086
Gambar 5-9Stabilitas Tubuh Dam Kondisi Baru Selesai dibangun Bagian
Hilir Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi
PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 202JOKO SANTOSOL2A
001 086 Tabel 5.7Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur pada
Kondisi Dam Baru Selesai dibangun Bagian Hilir r degrad
77,9613,14218,0000,314 IrisanA (m^2) W (t.m) radsin cos T = Wsin Te
= e.Wcos N =Wcos e Ne = e.Wsin hw u = h.w sudut pias lU = u.l U =
ul/cos tan (N-Ne-U)tan CC.L
131,4621,71253,863400,6980,6430,76634,6237,42741,2620,1476,2320,0001,00,0912,2480,0000,0000,32511,383
1,6 195,282
267,3921,712115,374310,5410,5150,85759,42217,80198,8950,14710,6960,0001,00,0810,8870,0000,0000,32528,662
372,1421,712123,507220,3840,3750,92746,26720,612114,5140,1478,3280,0001,00,0810,8870,0000,0000,32534,507
463,4621,712108,648150,2620,2590,96628,12018,890104,9460,1475,0620,0001,00,0810,8870,0000,0000,32532,459
543,1571,71273,88570,1220,1220,9939,00413,20073,3350,1471,6210,0001,00,079,5260,0000,0000,32523,305
612,1461,71220,793-1-0,017-0,0171,000-0,3633,74220,7900,147-0,0650,0001,00,011,3610,0000,0000,3256,777
Jumlah177,073 81,673453,741 31,873 41 55,795 0,000 137,092 ( )eesT
Ttg N U N ClF + + =| . ; sF > 1,2 285 . 1673 . 81 073 . 177092 .
137 282 . 195=++= Fs > sFSyarat = 1.2 ...................AMAN!!!
Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di
Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 203JOKO SANTOSOL2A 001 086
Gambar 5-10Stabilitas Tubuh Dam pada saat Mencapai Elevasi Penuh
Bagian Hulu Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang
Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 204JOKO
SANTOSOL2A 001 086 Tabel 5.8Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur
pada Kondisi Dam Mencapai Elevasi Muka Air Banjir Bagian Hulu r
degrad 111,7723,14218,0000,314 IrisanA (m^2) W (t.m) radsin cos T =
Wsin Te = e.W cos N =W cos e Ne = e.Wsin hwu = h.w sudut pias lU =
u.l U = ul/cos tan (N-Ne-U)tan CC.L
16,6500,7555,021-2-0,035-0,0350,999-0,1750,9035,0180,147-0,0321,3751,0001,42,03,9025,3655,3680,325-0,104
1,6 193,153
230,4600,75522,99730,0520,0520,9991,2044,13422,9660,1470,2174,1601,0004,23,05,85324,34624,3790,325-0,530
348,1080,75536,32280,1400,1390,9905,0566,47435,9680,1470,9106,2151,0006,25,09,75560,63061,2260,325-8,504
459,3380,75544,800130,2270,2250,97410,0797,85743,6520,1471,8147,5241,0007,55,09,75573,40275,3330,325-10,885
563,8410,75548,200190,3320,3260,94615,6948,20345,5730,1472,8258,051
0,05,09,7550,0000,000 0,000
661,1100,75546,138230,4010,3910,92018,0307,64542,4690,1473,2457,7371,0007,75,09,75575,47481,9940,325-13,899
7 4,8821,7128,358
280,4890,4700,8833,9241,3287,3800,1470,7066,4921,0006,55,09,75563,33471,7320,325-21,142
45,4920,75534,347 8 9,10531,71215,588
340,5930,5590,8298,7182,32612,9230,1471,5692,9461,0002,96,011,70634,48741,6000,325-9,829
5,69330,7554,298 Jumlah62,53038,871215,948 11,255
3670,237337,0,37-64,892 ( )eesT Ttg N U N ClF + + =| . ; sF >
1,2 265 , 1871 , 3 530 , 62) 892 , 64 ( 153 , 193=+ += Fs >
sFSyarat = 1,2 ...................AMAN!!! Tugas Akhir Perencanaan
Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang
HILALUDINL2A 001 078 205JOKO SANTOSOL2A 001 086 Gambar
5-11Stabilitas Tubuh Dam pada saat Mencapai Elevasi Penuh Bagian
Hilir Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi
PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 206JOKO SANTOSOL2A
001 086 Tabel 5.9Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur pada
Kondisi Dam Mencapai Elevasi Muka Air Banjir Bagian Hilir r degrad
77,9613,14218,0000,314 IrisanA (m^2) W (t.m) radsin cos T = Wsin Te
= e.Wcos N =Wcos e Ne = e.Wsin hw u = h.w sudut pias lU= u.l U=
ul/cos tan (N-Ne-U)tan CC.L 1 10,82430,7558,172
400,6980,6430,7665,2541,1276,2600,1470,9464,2181,04,29,012,24851,65667,4370,325-20,188
1,6 223,180 15,63791,71226,772 2 2,8460,7552,149
310,5410,5150,8571,1070,3321,8420,1470,1998,1921,08,28,010,88789,185104,0500,325-33,279
64,5451,712110,501
572,1421,712123,507220,3840,3750,92746,27220,612114,5110,1478,3298,7091,08,7810,88794,813102,2610,3251,274
663,4621,712108,648150,2620,2590,96628,12418,890104,9450,1475,0627,7281,07,7810,88784,13387,1020,3254,153
743,1571,71273,88570,1220,1220,9939,00613,20073,3350,1471,6215,4481,05,479,52651,89752,2870,3256,313
812,1461,71220,793-1-0,017-0,0171,000-0,3633,74220,7900,147-0,0651,9661,02,011,3612,6752,6750,3255,908
Jumlah89,39957,903321,683 16,092 41 55,795374,359-35,818 ( )eesT
Ttg N U N ClF + + =| . ; sF > 1,2 272 , 1903 , 57 399 , 89) 818
, 35 ( 180 , 233=+ += Fs > sFSyarat = 1,2
...................AMAN!!! Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway
Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078
207JOKO SANTOSOL2A 001 086 Gambar 5-12Stabilitas Tubuh Dam pada
Kondisi Dam Mengalami Penurunan Air Mendadak Bagian Hulu Tugas
Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078 208JOKO SANTOSOL2A 001 086 Tabel
5.10Perhitungan Metode Irisan Bidang Luncur pada Kondisi Dam
Mengalami Penurunan Air Mendadak (Rapid Dradown) r degrad
111.7723,14218,0000,314 IrisanA (m^2) W (t.m) radsin cos T = W sin
Te = e.W cos N =Wcos e Ne = e.Wsin hw u = h.w sudut pias lU= u.l U
= ul/cos tan (N-Ne-U)tan CC.L 16,6500,7555,021-2-0,035 -0,035
0,999-0,1750,9035,0180,147-0,0321,381,0001,37523,9025,3655,3690,325-0,104
1,6 245,831
230,4600,75522,99730,0520,0520,9991,2044,13422,9660,1470,2174,161,0004,16035,85324,34924,3820,325-0,531
348,1080,75536,32280,1400,1390,9905,0566,47435,9680,1470,9106,221,0006,21559,75560,62861,2240,325-8,503
459,3380,75544,800130,2270,2250,97410,0797,85743,6520,1471,8147,5241,0007,5245,09,75573,39875,3290,325-10,884
5 1,4141,7122,421
190,3320,3260,9460,7880,4122,2890,1470,1428,0511,0008,0515,09,75578,53983,0660,325-26,296
57,4260,75543,357 6 25,0501,71242,886
230,4010,3910,92016,7597,10639,4760,1473,0177,7371,0007,7375,09,75575,47681,9960,325-14,798
31,0600,75523,450 7 45,0331,71277,096
280,4890,4700,88336,19912,25368,0700,1476,5166,4921,0006,4925,09,75563,33171,7290,325-3,306
0,3410,7550,258
819,7991,71233,895340,5930,5590,82918,9565,05828,0990,1473,4122,9461,0002,9466,011,70634,48741,6000,325-5,496
Jumlah88,86644,197245,538 15,996 36 70,237415,573-69,917 ( )eesT
Ttg N U N ClF + + =| . ; sF > 1,2 322 , 1197 , 44 866 , 88) 917
, 69 ( 831 , 245=+ += Fs > sFSyarat = 1,2
...................AMAN!!! Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway
Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078
209JOKO SANTOSOL2A 001 086 5.4.PERENCANAAN PELIMPAH (SPILLWAY)
Spillway atau bangunan pelimpah adalah bangunan yang berfungsi
untuk
mengalirkanairbanjirdidalamreservoirsehinggaairbanjirtersebuttidak
merusaktubuhdam.Dalamperencanaanini,bangunanpelimpahyangakan
direncanakan adalah ambang berbentuk bendung pelimpah. Bangunan
pelimpah biasanya terdii dari empat bagian utama yaitu: 1.Saluran
pangarah aliran2.Saluran pengatur aliran 3.Saluran peluncur
4.Peredam energi 5.4.1.Saluran Pengarah aliran
Saluranpengarahalirandimaksudkanagaraliranairsenantiasadalam
kodisihidrolikayang baik dengan mengatur kecepatan alirannya tidak
melebihi 4m/det
denganlebarsemakinmengecilkearahhilir.Apabilakecepatanaliran
melebihi4m/det,makaaliranakanbersifathelisoidaldankapasitasalirannya
akanmenurun.Disampingitualiranhelisoidaltersebutakanmengakibatkan
peningkatan beban hidrodinamis pada bangunan pelimpah tersebut.
Berdasarkanpengujian-pengujianyangadasaluranpengaruhaliran
ditentukan sebagai berikut : Gambar 5-13Saluran Pengarah Aliran dan
Ambang Pengatur Debit pada Bangunan Pelimpah WHV < 4
m/detVSaluran pengarah aliranAmbang pengatur debitTugas Akhir
Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078 210JOKO SANTOSOL2A 001 086 Dari
analisis data sebelumnya di manadidapat : Ketinggian air di atas
mercu H = 183,234 179,245 = 3,989 m Qout yang melewati spillway Q =
95,19 m/det Maka : H W .51>(Sosrodarsono & Takeda, 1978) 989
, 351= W = 0,797 m W dipakai = 2 m> 0,797 m 5.4.2.Saluran
Pengatur Aliran 5.4.2.1.Tipe Bendung Pelimpah (over flow weir type)
Dipakaitipebendungpelimpahdenganmenggunakanmetodeyang
dikembangkanolehU.S.B.R.Darianalisisdatasebelumnya,makahasil
perhitungannya adalah sebagaiberikut : Q= Qout lewat spillway=
95,19 m/det L = lebar mercu bendung= 12 m Tinggi tekanan kecepatan
aliran di dalam saluran pengarah : Gambar 5-14Saluran Pengarah
Aliran dan Ambang Pengatur Debit pada Bangunan Pelimpah VHv
Hedh+183,234 + 179,,245 +177,245Hd Tugas Akhir Perencanaan Dam
dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A
001 078 211JOKO SANTOSOL2A 001 086 Asumsi Bef = B = 12 m Misal
kedalaman air dalam saluran h=5,989 m, maka : Luas penampangbasahdi
dalam saluran ini adalah : A = 5,989 x 12 = 71,868 m Kecepatan
aliran : = = =868 , 7119 , 95AQV 1,324 m/det Jadi tinggi kecepatan
aliran : ( )( )089 , 08 , 9 2324 , 122 2= = =x gVhvm Hd= 183,234 m
179,245 m = 3,989 m Tinggi energi He= Hd + hv= 3,989 m + 0,089 m. =
4,078 m 5.4.2.2.Penampang Bendung
BentukdanUkuranCrestSpillwaydihitungberdasarkanCivil Engineering
Department US Army US & DSProfile. Rumusyangdigunakan adalah
sebagai berikut : 1.Rumus DS Profile y Hd x =85 . 0 85 .
12(Sosrodarsono & Takeda, 1978) 2.Rumus untuk US Profile Hd rHd
r20 . 0 250 . 0 1== (Sosrodarsono & Takeda, 1978) Tugas Akhir
Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078 212JOKO SANTOSOL2A 001 086 Gambar
5-15Koordinat Penampang Memanjang Ambang Pengatur Debit pada
Bangunan Pelimpah dimana : US Profile= profil bangunan pelimpah
bagian hulu DS Profile= profil bangunan pelimpah bagian hilir x=
absis y= ordinat a= 0,175 Hd b= 0,282 Hd Koordinat Lengkung Mercu
Spillway Bagian Hilir
Penampanglintangsebelahhilirdarititiktertinggimercubendung dapat
diperoleh dengan Rumus lengkung Harold sebagai berikut: Rumus
lengkung Harold Y h Xd. . 285 . 0 85 . 1=85 . 085 . 1. 2dhXY =
Bagian yang lebih ke hilir dari lengkung diteruskan dengan rumus :
85 . 085 . 01.925 . 0XhdY= 176 . 1' . . 096 , 1 Y hd X = titik nol
dari koordinatX,Y X1,85= 2Hd 0,85 Y y xporos bendungan He = 4,078Hv
= 0,089 b a+ 179,245+ 177,245r2 Hd = 3,989 r1 Tugas Akhir
Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078 213JOKO SANTOSOL2A 001 086 Tabel
5.11Koordinat Penampang Ambang Bendung Pelimpah Koordinat Lengkung
Koordinat Setelah Lengkung Xyxy 0,280,0140,280,095
0,550,0510,550,172 0,830,1080,830,242 1,100,1841,100,309
1,380,2781,380,374 1,650,3901,650,437 1,930,5181,930,498
2,200,6632,200,558 2,480,8252,480,617 2,751,0022,750,674
3,031,1963,030,731 3,301,4043,300,787 3,581,6293,580,843
3,851,8683,850,898 4,132,1224,130,952 4,402,3914,401,005 Lengkung
Mercu Spillway Bagian Hulu
Penampanglintangsebelahhuludapatdiperolehdenganrumus sebagai
berikut:Untuk r1= 0,5 . Hd= 0,5 . 3,989= 1,994 m a = 0,175 . Hd=
0,175 . 3,989= 0,698 m r2= 0,2 . Hd= 0,2 . 3,989= 0,797 m b= 0,282
. Hd= 0,282 . 3,989= 1,124 m Tugas Akhir Perencanaan Dam dan
Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001
078 214JOKO SANTOSOL2A 001 086 O = 12,5yCBA8 . 80 m 9. 0 0mM ANM
ABS= 1 :1 0 0 . 90 m+1 83 , 23 4+1 79 , 24 5+1 77 , 24
55.4.2.3.Saluran Transisi Saluran transisidiperlukankarena adanya
perubahan bentukpenampang saluran pengatur dengan saluran
peluncur.Bentuk saluran transisi ditentukan sebagai berikut :
Gambar 5-16Skema Bagian Transisi Saluran Pengarah pada Bangunan
Pelimpah Dengan ketentuan tersebut diatas dan keadaan topografi
yang ada dimana b1 = 12 m, b2 = 8 m maka : y = 2 m l = y/tg = 9 m s
= 1 : 10 Gambar 5-17Penampang Melintang Saluran Pengatur (Hasil
Analisa) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi
PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 215JOKO SANTOSOL2A
001 086 5.4.3.Saluran Peluncur 5.4.3.1.Peralihan Mercu Spillway ke
Saluran Peluncur
Padaperencanaanbangunanpelimpahantaratinggimercudengan bangunan
peredam energi diberi saluran peluncur (flood way). Saluran
peluncur
iniberfungsiuntukmengalirkanair,agarairyangmelimpahdarimercudapat
mengalirdenganlancartanpahambatan-hambatanhidrolis.Untukmencari
kedalaman air di bagian kaki spillway, dengan menggunakan rumus :
|.|
\| =22 1Hdz g V(Sosrodarsono & Takeda, 1978) BQq =dan 1 Vqyu
=dimana : yu= kedalaman air pada bagian kaki spillwayBeff= lebar
spillway ( 12 m ) Hd= 3,989 m Q= Qout lewat spillway= 95,19 m/det
Misal kedalaman air dalam saluran=5,989 m Dalam kondisi tersebut
kecepatan aliran pada lereng bagian hilir spillway tidak
dipengaruhi koefisien debit, maka : 196 , 82989 , 3989 , 5 81 , 9 2
1 = |.|
\| = V m/det 608 , 11196 , 819 , 95= = qm2/det Sehingga : 415 ,
1196 , 8608 , 11= =uy m Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway
Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078
216JOKO SANTOSOL2A 001 086 5.4.3.2.Perhitungan Saluran Peluncur
Dataperencanaanyangtelahdiperolehdariperhitungansebelumnya adalah
sebagai berikut : -Q outflow = 95,19 m/det a.Kedalaman kritis (Yc)
saluran peluncur : gqYc2=706 , 381 , 9608 , 112= = Yc m Bila
diperoleh nilai yu = 1,415 m Maka : yu < Yc, berarti aliran yang
terjadi adalah aliran super kritis. b.Kecepatan kritis (Vc) YcqVc
=132 , 3706 , 3608 , 11= = Vc m/det Saluran peluncur direncanakan
dengan penampang berbentuk segi empat
untukalirankritismaupunnonkritis,saluranpeluncurdirencanakandengan
kemiringansepertiterterapadagambar5.18kearahhilirhinggaberakhirnya
spillway. Saluran peluncur direncanakan dengan kemiringan saluran
sebesar 1/2
kearahhilirhinggaberakhirnyaspillway.Saluranpeluncurinidisambung
dengan bangunan peredam energi ( energy dissipater ). Saluran
peluncur dalam perencanaan ini dibentuk sebagai berikut : Tampak
atas lurus. Penampang melintang berbentuk segi empat. Kemiringan
diatur sebagai berikut :
25mtahappertamadengankemiringan=0,25denganlebarsaluran=8m,
kemudian20mtahapkeduadengankemiringan=0,25tetapipenampang melebar
dari 8 m menjadi 10,4 m. Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway
Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078
217JOKO SANTOSOL2A 001 086 6.25020.000 25.000SALURAN
PELUNCUR41PENAMPANG LURUSPENAMPANG TEROMPET Gambar 5-18Penampang
Memanjang Saluran Peluncur (Hasil Analisa)
Bagianyangberbentukterompetpada ujungsaluranpeluncurbertujuan
agaralirandarisaluranpeluncuryangmerupakanaliransuperkritisdan
mempunyaikecepatantinggi,sedikitdemisedikitdapatdikurangiakibat
melebarnya aliran dan aliran tersebut menjadi semakin stabil. 8 m20
m10.40 m Gambar 5-19Bagian Berbentuk Terompet pada Ujung Hilir
Saluran Peluncur Bagianyangberbentukterompetpada
ujungsaluranpeluncurbertujuan
agaralirandarisaluranpeluncuryangmerupakanaliransuperkritisdan
mempunyaikecepatantinggi,sedikitdemisedikitdapatdikurangiakibat
melebarnya aliran dan aliran tersebut menjadi semakin stabil. Tugas
Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078 218JOKO SANTOSOL2A 001 086
5.4.4.Rencana Teknis Hidrolis 9.00 mCBA8.80 mMANMAB + 183.234+
177.245+ 179.24525.00 m 20.00 mDE+ 175.745+ 174.845+
170.395+165.395 Gambar 5-20Potongan Memanjang Spillway (Hasil
Analisa)
Garisdasarsaluranditentukandenganperhitunganhidrolikyangdilakukan
dengan rumus Bernoulli sebagai berikut : Gambar 5-21Skema Penampang
Memanjang Aliran pada Saluran V1hd11hv1ll1V22hd2h1hv2hLTugas Akhir
Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078 219JOKO SANTOSOL2A 001 086 Elevasi
ambang hilir = elevasi ambang udikeh hdgVhdgV+ + = +2221212 2
(Sosrodarsono & Takeda, 1978) gVhV2211 =gVhV2222 =1342 2
2122..2 2lRV ngVgVheA + + =342 2.RV nS =1. l S hLA = di mana : V1:
kecepatan aliran air pada bidang-1 V2: kecepatan aliran air pada
bidang-2 hd1: kedalaman air pada bidang-1 hd2: kedalaman air pada
bidang-2 Al1: panjang lereng dasar diantara bidang-1 dan bidang-2
Al: jarak horisontal diantara bidang-1 dan bidang-2 R: radius
(jari-jari) hidrolika rata-rata pada potongan saluran yang diambil
S0: kemiringan dasar saluran S: kemiringan permukaan aliran hl:
kehilangan energi karena gesekan dan lain-lain he: perbedaan tinggi
antara garis energi dengan permukaan air n: angka kekasaran saluran
= 0,013 Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi
PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 220JOKO SANTOSOL2A
001 086 Di titik A: Kecepatan aliran V= 1,324 m/det (V1) Luas
tampang hidrolis A= 71,868m Tinggi tekanan kecepatan aliranhv=
0,089 m= he-hd Tinggi aliranHd= 3,989 m Asumsi Bef B= 12 m Qout
lewat spillway= 95,19 m/det Jari-jari hidrolis rata-rata R =
A/(2Hd+ B) =3,597 m Dengan menggunakan rumus : Di titik B : Tinggi
energi potensial di bidangB= hd + he
= 3,989 + ( 179,245 172,65 ) = 3,989 + 6,595 = 10,584 m l= 8,80
ml1 = 9,432 mDiasumsikan bahwa kecepatan aliran di B (V2) = 8
m/det, maka :Hd2= 2 2.V bQ= 8 1219 , 95 = 0,991 m A2 = 12 x 0,991 =
11,898 m2 R2= ) . 2 (2 2b hdA+ = ( ) 12 991 , 0 2898 , 11+ = 0,850
m Rt= 2624 , 0 597 , 3 += 2,11 m Vt= 28 324 , 1 += 4,662 m/det 1342
2 2122..2 2lRV ngVgVheA + + = = 3,26 + 0,089 + 0,005 = 3,354 Tugas
Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078 221JOKO SANTOSOL2A 001 086 Dengan
demikian tinggi tekanan total diperoleh : Hd2 + he = 0,991 + 3,354
= 4,345 m < 10,584 mDicoba lagi dengan asumsi kecepatan aliran
yang berbeda : V2Bhd2A2R2RrataVrataHv2hv1hlhe+hd
13120,6107,3220,5540,9967,1628,6140,0890,0829,395
13,883120,5716,8550,5220,9387,6069,8290,0890,10010,584
14120,5676,7990,5180,9317,6629,9900,0890,10310,749 Dari hasil
perhitungan di atas dengan V = 13,883 m/det didapatkan hd+he =
10,584 m ~ 10,584 m (sesuai dengan asumsi yang diambil), maka:he =
(he+hd) hd2= 10,584 m 0,571 = 10,013 m hv = he hl= 10,013 0,100 =
9,913 m Froude number pada titik B adalah : Fr= 22.hd
gV(Sosrodarsono & Takeda, 1978) = 571 , 0 * 81 , 9887 , 13 =
5,867 Di titik C : Tinggi energi potensial di bidangC= hd + he
= 3,989 + (179,245 171,75 ) = 3,989 + 7,495 = 11,484 m l= 17,8
ml1 = 18,476
mDiasumsikanbahwakecepatanalirandiCberturut-turutsesuaitabel
sehingga didapatkan :V2Bhd2A2R2RrataVrataHv2hv1hlhe+hd
14120,5676,7990,5180,9317,6629,9900,0890,20210,847
14,437120,5476,5580,5010,9017,92010,7380,0890,22111,484
15120,5296,3460,4860,8748,16211,4680,0890,24912,335 Tugas Akhir
Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078 222JOKO SANTOSOL2A 001 086 Dari
hasil perhitungan di atas dengan V = 14,437 m/det didapatkan hd+he
= 11,484 m ~ 11,484 m (sesuai dengan asumsi yang diambil), maka: he
= (he+hd) hd2= 11,484 0,547 = 10,937 m hv = he hl= 10,937 0,221 =
10,827m Froude number pada titik C adalah : Fr= 22.hd gV= 547 , 0 *
81 , 914,437=6,232 Di titik D : Tinggi energi potensial di bidangD=
hd + he
= 3,989 + (179,245 165,5 ) = 3,989 + 13,745 = 17,734 m l= 42,8
ml1 = 44,245
mDiasumsikanbahwakecepatanalirandiDberturut-turutsesuaitabel
sehingga didapatkan : V2Bhd2A2R2RrataVrataHv2hv1hlhe+hd
17120,4675,5990,4330,7799,16214,7300,0890,87616,162
17,821120,4455,3410,4140,7459,57316,1870,0891,01417,735
18120,4415,2880,4110,7389,66216,5140,0891,04618,090 Dari hasil
perhitungan di atas dengan V = 17,821 m/det didapatkan hd+he =
17,735 m ~ 17,734 m (sesuai dengan asumsi yang diambil), maka: he =
(he+hd) hd2= 17,735 0,445 = 17,290 m hv = he hl= 17,290 1,014 =
14,138 m Froude number pada titik D adalah : Fr= 22.hd gV= 445 , 0
* 81 , 917,735=8,488 Di titik E : Tinggi energi potensial di
bidangE= hd + he
Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH
di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 223JOKO SANTOSOL2A 001 086
= 3,989 + (179,245 160,5 ) = 3,989 + 18,745 = 22,734 m l= 62,8 ml1
= 64,860
mDiasumsikanbahwakecepatanalirandiEberturut-turutsesuaitabel
sehingga didapatkan : V2Bhd2A2R2RrataVrataHv2hv1hlhe+hd
19120,4185,0100,3900,70210,16218,4000,0891,81420,720
19,886120,3994,7870,3740,67310,60520,1560,0892,09122,735
20120,3974,7600,3720,66910,66220,3870,0892,12923,002 Dari hasil
perhitungan di atas dengan V = 19,886 m/det didapatkan hd+he =
22,735 m ~ 22,734 m (sesuai dengan asumsi yang diambil), maka: he =
(he+hd) hd2= 22,735 0,399 = 22,336 m hv = he hl= 22,336 2,091 =
20,245 m Froude number pada titik E adalah : Fr= 22.hd gV= 399 , 0
* 81 , 919,886=10,051 5.4.5.Peredam Energi
Bangunanperedamenergidigunakanuntukmenghilangkanatau setidaknya
mengurangi energi air yang melimpah dengan energi yang tinggi dari
bangunanpelimpahagartidakmerusakbangunanatauinstalasilaindisebelah
hilirbangunanpelimpah.Suatubangunanperedamenergiyangberbentuk
kolam,dimanaprinsipperedamenerginyayangsebagianbesarterjadiakibat
proses pergesekan di antara molekul-molekul air, sehingga timbul
olakan-olakan di dalam kolam tersebut dinamakan peredam energi tipe
kolam olakan. Dalam perencanaan dam ini menggunakan bangunan
peredam energi tipe kolam olak USBR. Penggolongan tipe kolam olak
USBR adalah : USBR I: Bilangan Froude < 4,5 USBR II: Bilangan
Froude > 4,5 dengan kecepatan < 15 m/detik Tugas Akhir
Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078 224JOKO SANTOSOL2A 001 086 USBR III:
Bilangan Froude > 4,5 dengan kecepatan > 15 m/detik USBR IV:
Bilangan Froude 2,5 < Fr < 4,5 Perhitungan kolam olak
digunakan rumus-rumus sebagaiberikut : VqY =Y gVFr= (Sosrodarsono
& Takeda, 1978) Dimana : V =Kecepatan awal loncatan (m/dt)
g=Percepatan gravitasi=9,81 m/dt B=Lebar saluran=12m Fr=Bilangan
froude Y =tinggi konjugasi Perhitungan : V =19,886 m/dtY= Q/B V
Y=95,19 / (12 x 19,886)Y= 0,398 m Fr= gYV = 19,886 / ( 9,81 .
0,398)0,5 =10,051 Tipe kolam olak yang digunakan ditentukan
berdasarkan nilai Fr dan V. Fr= 10,051 V= 19,886 m/det Digunakan
kolam olak USBR III dengan dimensi sebagai berikut Tugas Akhir
Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078 225JOKO SANTOSOL2A 001 086 Gambar
5-22Bentuk Kolam Olakan aPanjang kolam olakan
UkuranpanjangkolamolakantergantungpadabilanganFroude
aliranyangakanmelintasikolamtersebut.KarenaFroudenumber>4,5 maka
digunakan kolam olak type USBR type III. Gambar 5-23Panjang
Loncatan Hidrolis pada Kolam Olakan Datar Kondisi sesungguhnya pada
kolam olakan type I Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang
Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 226JOKO
SANTOSOL2A 001 086 d1d1d10.5d1h30.3h3h30.5h30.75h30.8d2Kondisi
sesungguhnya pada kolam olakan type II -Kondisi sesungguhnya pada
kolam olakan type III -Dengan Fr = 10,051, dari grafik didapatkan
nilai L/d2 = 2,7 -D2/D1= 0,5 x( ) 1 8 121 + F(Sosrodarsono &
Takeda, 1978) -D2/0,398= 0,5 x) 051 , 10 . 8 1 (2+-1-D2= 5,262 m
-L= 2,7 x 5,262 = 14,209 m ~ dipakai 15 m
bGigi-gigipemencaraliran,gigi-gigibenturandanambangujunghilir kolam
olakanGigi-gigipemencaraliranyangberfungsisebagaipembagiberkas
aliranterletakdiujungsaluransebelummasukkedalamkolamolakan.
Sedangkangigi-gigibenturanyangberfungsisebagaipenghadangaliran
sertamendeformirloncatanhidrolismenjadipendekterletakpadadasar
kolamolakan.Adapunambangujunghilirkolamolakandibuatratatanpa
bergerigi. Gambar 5-24Ukuran gigi-gigi pemencar dan gigi-gigi
benturan aliran 1.Dimensi kolam olakanUkuran kolam olakan
adalah10,40 m x 15 m
Ukurangigi-gigipemencaraliranadalahDl=0,398m0,4m,
karenalebarujungsaluranpeluncuradalah10m makajumlahgigi-gigidibuat=
25 buah@40cm, jarakantaragigi-gigi=40cmdan jarak tepi ke dinding
masing-masing = 40 cmcek jumlah jarak =13 x 0,4+ 12 x 0,4 + 2 x 0,4
= 10,40 m Ukurangigipembenturalirandenganmengacupadagambar5.25
didapatkannilaih3/D1 = 2,4 h3 = 2,4 x 0,398 = 0,955 0,93 m, Tugas
Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078 227JOKO SANTOSOL2A 001 086 karena
lebar kolam olakan adalah 15 m maka jumlah gigi-gigidibuat = 9 buah
@ 0,95 m, jarak antara gigi-gigi = 0,75 x h3 = 0,75 x 0,95 = 0,712
m 0,7 m dan jarak tepi ke dinding masing-masing = 0,5 x h3 = 0,5 x
0,95 = 0,475 m 0,5 m. cek jumlah jarak =9 x 0,93 + 8 x 0,7 + 2 x
0,5 = 15,00 m. Ukuranambangujunghilirkolamolakandenganmengacupada
gambar5.25didapatkannilaih4/d1=1,50h4=1,50x0,398= 0,597 m dengan
kemiringan 1 : 2 Jarak antaragigi-gigi pemencar alirans/d gigi-gigi
benturan (tepike tepi) adalah : 0,8 d2 = 0,8 x 5,262 = 4,209 m
Gambar 5-25Tinggi Gigi Benturan dan Ambang Hilir pada Kolam Olakan
Datar Type III 2.Tinggi jagaan
Tinggijagaanpadabangunanpelimpah(spillway)dihitungdengan
menggunakan rumus sebagai berikut : Fb = C . V . d (Sosrodarsono
& Takeda, 1978) atau Fb = 0,6 + 0,037 . V. 31dFb minimal= 0,5
s/d 0,6 m di atas permukaan al Fb=tinggi jagaan
C=koefisien=0,1untukpenampangsaluranberbentuk persegi panjang dan
0,13 untuk penampang berbentuk trapesium V =kecepatan aliran
(m/det) d =kedalaman air di dalam saluran (m) Tugas Akhir
Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078 228JOKO SANTOSOL2A 001 086 Tinggi
jagaan pada kolam olakan adalah sebagai berikut : d2 =5,262 m b =
10 m A = 5,262. 10,4 = 54,724 m V = Q/A = 95,19/54,724 = 1,739
m/det Tinggi jagaan : Fb = 0,10 . 1,739 .5,262 Fb = 0,915 Atau Fb =
0,6 + (0,037 . 1,739 . 5,2621/3) Fb = 0,71 m Dipakai nilai
tertinggi yaitu Fb = 0,915 m Fb = 1,00 m 5.5.ANALISIS STABILITAS
BANGUNAN PELIMPAH Perhitungan stabilitas konstruksi bangunan
pelimpah ditinjau dengan dua kondisi sebagai berikut: 1.Kondisi
muka air normal -Akibat Berat Sendiri Rumus : = Vol GDimana :
G=Berat konstruksi (ton) V=Volume (m3) =Berat jenis pasangan batu
(2,2 ton/m3)
JarakditinjauketitikGselanjutnyaperhitungandisajikandalamtabel
berikut : Tabel 5.12Perhitungan Gaya Akibat Berat Sendiri NoXY G
=vol . jarakmomen (ton)(m)(ton m) G12,002,002,28,801,008,80
G26,001,002,212,105,0060,5 G36,004,002,226,406,00158,4
G41,001,002,21,105,876,45 Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway
Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078
229JOKO SANTOSOL2A 001 086 NoXY G =vol . jarakmomen (ton)(m)(ton m)
G52,601,002,25,727,5042,90 G61,604,502,215,848,30131,47
G71,600,502,21,178,039,43 Jumlah71,13362,13 (sumber: perhitungan)
-Akibat Gaya Gempa Gaya akibat beban gempa berupa gaya horizontal
(He) dan momen (M), besarnya : G E He =Dimana E adalah koefisien
gempa = 0,14 Tabel 5.13Gaya Akibat Gaya Gempa No Berat bangunan
EGayajarakmomen (ton) Horizontal (m)(ton m) (He=G.0,14)
G18,800,141,231,001,23 G212,100,141,694,758,05
G326,400,143,704,0014,78 G41,100,140,155,870,90
G55,720,140,807,506,01 G615,840,142,228,3018,41
G71,170,140,168,031,32 9,96 50,70 (sumber: perhitungan) -Akibat
Gaya Angkat (Uplift Pressure) Tekanan air tanah (Px) dihitung
dengan rumus : H Hx Px =Dimana : Px= tekanan air pada titik x
(T/m2) Lx= jarak jalur rembesan pada titik x (m) L= panjang total
jalur rembesan (m) Hw = beda tinggi energi Hx = tinggi energi di
hulu bendung pada titik x (m) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan
Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001
078 230JOKO SANTOSOL2A 001 086 Tabel 5.14Perhitungan Panjang Jalur
Rembesan dan Tekanan Air Titik Garis Lane Panjang RembesanH=Lw/Cw
HxPx=Hx-H VH1/3HLwCw = 5,98 A0,000,002,002,00 A-B1,00
B1,000,173,002,83 B-C0,250,08 C1,080,183,002,82 CD0,50
D1,580,262,502,24 D-E1,000,33 E1,920,322,502,18 E-F0,50
F2,420,403,002,60 F-G0,500,17 G2,580,433,002,57 G-H0,50
H3,080,522,501,98 H-I1,000,33 I3,420,572,501,93 I-J0,50
J3,920,653,002,35 J-K0,500,17 K4,080,683,002,32 K-L0,50
L4,580,772,501,73 L-M1,000,33 M4,920,822,501,68 M-N3,00
N7,921,325,003,68 N-O2,600,87 O8,781,475,003,53 O-P1,00
P9,781,644,002,36 P-Q3,201,07 Tugas Akhir Perencanaan Dam dan
Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001
078 231JOKO SANTOSOL2A 001 086 Titik Garis Lane Panjang
RembesanH=Lw/Cw HxPx=Hx-H VH1/3HLwCw = 5,98 Q10,851,814,002,19
Q-R1,00 R11,851,985,003,02 R-S2,000,67 S12,522,095,002,91 S-T1,50
T14,022,343,751,41 T-U25,008,33 U22,353,743,750,01 U-V0,50
V22,853,824,250,43 V-W0,250,08 W22,933,834,250,42 W-X1,00
X23,934,003,25-0,75 Jumlah11,5037,3012,43 (sumber: perhitungan)
Angka rembesan (Cw) = HwLh Lv31+ = 443 . 12 50 . 11 += 5,98 Tabel
5.15Perhitungan Gaya Angkat GayaLuas x Tekanan Gaya Vertikal Jarak
Momen Vertikal (ton)(m)(ton m)
U1(2,6.3,53)+(0,5.3,53.(3,68-3,53))9,3727,5070,287
U2(1.2,36)+(0,5.1.(3,53-2,36))2,9481,103,243
U3(3,2.2,19)+(0.5.3,2.(2,36-2,19))7,2824,7534,592
U4(2.2,91)+(0,5.2.(3,02-2,91))5,9281,005,928 Jumlah25,530114,049
Tabel 5.16Perhitungan Gaya Hidrostatis GayaLuas x Tekanan Gaya
Horizontal Jarak Momen Vertikal (ton)(m)(ton m)
W10,5.2.22,0004,178,333 Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway
Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078
232JOKO SANTOSOL2A 001 086 GayaLuas x Tekanan Gaya Horizontal Jarak
Momen Vertikal (ton)(m)(ton m) W23.1,685,0351,507,552
0,5.3.(3,68-1,68)2,9981,002,998 W31.2,36-2,3650,50-1,182
0,5.1.(3,53-2,36)-0,0720,33-0,024 W41.2,192,1870,501,093
0,5.1.(3,02-2,19)0,4160,330,139 W50,5.1.0,420,2091,330,278
Jumlah10,40719,187 -Akibat Tekanan
TanahBerdasarkandatapenyelidikantanahdarilaboratorium
mekanikatanahTeknikSipilUndipmenghasilkanparametertanah berupa, ()
= 18, (sat)= 1,7125 T/m3. Tekanantanah dihitung dengan rumus
sebagai berukut : 221H Ka sat Pa = (Penerbit Gunadarma,1997) Dimana
: Ka=)245 ( tan2 | =)21845 ( tan2 = 0,528 Pa= 221H Ka sat = 23 528
. 0 7125 . 121 =9,12 T/m2 Tabel 5.17Perhitungan Tekanan Tanah
GayaLuas x Tekanan Gaya horizontalJarak Momen vertikal (ton)(m)(ton
m) Pa0,5.9,12.3,515,961,1718,62 Tugas Akhir Perencanaan Dam dan
Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001
078 233JOKO SANTOSOL2A 001 086 GayaLuas x Tekanan Gaya
horizontalJarak Momen vertikal (ton)(m)(ton m) Jumlah15,9618,62
Tabel 5.18Resume Gaya-gaya pada Kondisi Normal No.Jenis Gaya
GayaMomen V (ton)H (ton) MV (ton m) MH (ton m) 1Berat
sendiri71,133362,126 2Gempa9,95950,698 3Uplift
Pressure25,530114,049 4Hidrostatis10,40719,187 5Tekanan
Tanah15,96418,625 Jumlah96,66336,330476,17688,509 -Kontrol
Stabilitas Pada Kondisi Normal a.Terhadap Guling 5 . 1 >
=MHMVSf(KP-02, 1986) 5 . 1509 . 88176 . 476> == 5,38 > 1,5
(aman) Dimana : Sf= faktor keamanan MV = jumlah momen vertikal MH =
jumlah momen horizontal b.Terhadap Geser 5 . 1 > =RHRVf
Sf(KP-02, 1986) = 5 . 1330 . 36663 . 9675 . 0 > = 2,00>1,5
(aman) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi
PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 234JOKO SANTOSOL2A
001 086 Dimana : Sf= faktor keamanan RV = jumlah gaya vertikal RH=
jumlah gaya horizontal f= 0,75c.Terhadap Eksentrisitas =RVMH
MVa(KP-02, 1986) =663 . 96509 . 88 176 . 476 = 4,01 6)2(BaBe <
=e =( ) 01 . 427= -0,51 < 1,17 (aman) d.Terhadap Daya Dukung
Tanah Dari data tanah pada lokasi dam diperoleh : = 1,7125 T/m3 c=
1,6 = 18 Dari grafik Terzaghi diperoleh : Nc= 15,78 Nq = 6,2 N= 4
B= 7 m Rumus daya dukung tanah Terzaghi adalah sebagai berikut : N
B Nq Nc c qult . . . 5 , 0 . . + + = (Penerbit Gunadarma,1997) =
1,6.15,78+1,7125.6,2+0,5.1,7125.7.4 = 59,84 T/m2 2/ 95 . 193m
Tqultqall = =( )( )BeBRV 61 = t( ) ( )277 . 761 maxmkNBeBRV= + = t
< qall (aman) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang
Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 235JOKO
SANTOSOL2A 001 086 ( ) ( )285 . 1961 minmkNBeBRV= = t < qall
(aman) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi
PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 236JOKO SANTOSOL2A
001 086 Gambar 5-26Panjang Jalur Rembesan dan Tekanan Air +179.25
+175.25 Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi
PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 237JOKO SANTOSOL2A
001 086 Gambar 5-27Diagram Kondisi Air Normal Tugas Akhir
Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078 238JOKO SANTOSOL2A 001 086 2.Kondisi
muka air banjir Padasaatbanjirgaya-gayayangbekerjaadayangmengalami
perubahan seperti gaya tekan ke atas (Uplift Pressue) dan
hidrostatis -Gaya Tekan ke atasTabel 5.19Perhitungan Panjang Jalur
Rembesan dan Tekanan Ai Banjir Titik Garis Lane Panjang
RembesanH=Lw/Cw Hx Px=Hx-H VH1/3HLwCw = 2.96 A0,000,005,995,99
A-B1,00 B1,000,336,996,66 B-C0,250,08 C1,080,366,996,63 CD0,50
D1,580,536,495,96 D-E1,000,33 E1,920,646,495,85 E-F0,50
F2,420,816,996,18 F-G0,500,17 G2,580,866,996,13 G-H0,50
H3,081,036,495,46 H-I1,000,33 I3,421,146,495,35 I-J0,50
J3,921,316,995,68 J-K0,500,17 K4,081,366,995,63 K-L0,50
L4,581,536,494,96 L-M1,000,33 M4,921,646,494,85 M-N3,00
N7,922,648,996,35 N-O2,600,87 O8,782,938,996,06 O-P1,00 Tugas Akhir
Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078 239JOKO SANTOSOL2A 001 086 Titik
Garis Lane Panjang RembesanH=Lw/Cw Hx Px=Hx-H VH1/3HLwCw = 2.96
P9,783,277,994,72 P-Q3,201,07 Q10,853,627,994,37 Q-R1,00
R11,853,968,995,03 R-S2,000,67 S12,524,188,994,81 S-T1,50
T14,024,687,743,06 T-U25,008,33 U22,357,467,740,28 U-V0,50
V22,857,638,240,61 V-W0,250,08 W22,937,668,240,58 W-X1,00
X23,937,997,24-0,75 Jumlah11,5037,3012,43 (sumber : perhitungan)
Akibat kondisi banjir : 1.Muka air hulu= +183,234 m 2.Bagian hilir=
+175,25 m 3.Hw= 183,234 - 175,25 = 7,989 m 4.Cw= 96 . 2989 . 743 .
12 5 . 11=+ Tabel 5.20Perhitungan Gaya Angkat GayaLuas x Tekanan
Gaya Vertikal Jarak Momen Vertikal (ton)(m)(ton m)
U1(2.6.6,06)+(0.5.2.6.(6,35-6,06))16,1257,50120,934
U2(1.4.72)+(0.5.1.(6.06-4.72))5.3901.105.929
U3(3,2.4,37)+(0,5.3.2.(4,72-4,37))14,5454,7569,088
U4(2.4,81)+(0,5.2.(5,03-4,81))9,8441,009,844 Jumlah50,904205,796
Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di
Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078 240JOKO SANTOSOL2A 001 086
Tabel 5.21Perhitungan Gaya Hidrostatis GayaLuas x Tekanan Gaya
Horizontal Jarak Momen Vertikal (ton)(m)(ton m)
W10,5.5,99.5,9917,9345,5098,572 W23.4,8514,5431,5021,815
0,5.3.(6,35-4,85)2,2481,002,248 W31.4,72-4,7230,50-2,362
0,5.1.(6,06-4,72)-0,1450,33-0,048 W41.4,374,3670,502,184
0,5.1.(5,03-4,37)0,3330,330,111 W50,5.1.0,580,2921,330,389
Jumlah34,850122,909 Tabel 5.22Resume Gaya-gaya pada Kondisi Banjir
No.Jenis Gaya GayaMomen V (ton)H (ton) MV (ton m) MH (ton m) 1Berat
sendiri71,133362,126 2Gempa9,95950,698 3Uplift
Pressure50,904205,796 4Hidrostatis34,850122,909 5Tekanan
Tanah15,96418,625 Jumlah122,03760,772567,922192,231 -Kontrol
Stabilitas Pada Kondisi Banjir a.Terhadap Guling 5 , 1 >
=MHMVSf(KP-02, 1986) = 5 , 1231 . 192922 . 567>= 2,95 > 1,5
(aman) Dimana : Sf= faktor keamanan MV = jumlah momen vertikal MH =
jumlah momen horizontal Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway
Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078
241JOKO SANTOSOL2A 001 086 b.Terhadap Geser 5 . 1 > =RHRVf
Sf(KP-02, 1986) =5 . 1772 . 60037 . 12275 . 0 > = 1,51 >1,5
(aman) Dimana : Sf= faktor keamanan RV = jumlah gaya vertikal RH =
jumlah gaya horizontal f= 0,75 (Joetata dkk, 1997) c.Terhadap
Eksentrisitas =RVMH MVa(KP-02, 1986) = 037 . 122231 . 192 922 . 567
= 3,08 6)2(BaBe < =( ) 08 . 327 = e= 0,42 < 1,17 (aman)
d.Terhadap daya Dukung Tanah Dari data tanah pada lokasi dam
diperoleh : = 1,7125 T/m3 c= 1,6 = 18 Dari grafik Terzaghi
diperoleh : Nc= 15,78 Nq = 6,2 N= 4 B= 7 m Rumus daya dukung tanah
Terzaghi adalah sebagai berikut : N B Nq Nc c qult . . . 5 , 0 . .
+ + = (Penerbit Gunadarma,1997) =
1,6.15,78+1,7125.6,2+0,5.1,7125.7.4 = 59,84 T/m2 Tugas Akhir
Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078 242JOKO SANTOSOL2A 001 086 2/ 95 .
193m Tqultqall = =( )( )BeBRV 61 = t( ) ( )288 . 1961 maxmkNBeBRV=
+ = t< qall (aman) ( ) ( )256 . 1261 minmkNBeBRV= = t < qall
(aman) Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi
PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078243 JOKO SANTOSOL2A
001 086 Gambar 5-28Diagram Kondisi Air Banjir Tugas Akhir
Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus
Tembalang HILALUDINL2A 001 078244 JOKO SANTOSOL2A 001 086
5.6.PERENCANAAN PIPA PESAT (PENSTOCK) Data design : Material pipa
pesat=plat baja Tegangan ijin : - Tarik dan tekan = 1200 kg/cm2 -
Geser= 750 kg/cm2 Efisiensi sambungan 1as = 0,85 Korosi ijin = 2 mm
Beban rencana : - Tinggi terjun maksimum= 18.24 m - Tinggi terjun
design= 14.25 m 5.6.1.Dimensi Pipa Pesat a.Diameter pipa pesat
Dihitung dengan Gordon dan Penman : Q andalan= Debit air= 0.113
m3/det Do = 0,72 * (Qair)0.5 = 0,72*(0.113)0.5 = 0.242 m = 24.2 cm
Direncanakan diameter pipa pesat 25 cm b.Tebal plat pipa pesat cq
o+||.|
\|=*Do * Pto(Mosonyi,1991) Di mana: to = Tebal plat (mm) P =
Tekanan air dalam pipa pesat (kg/cm2) =0,1 * Hdyn = 0,1*(1,2*Ho) Ho
= Tinggi terjun desain maksimum = 18.24 m o = Tegangan ijin plat
baja (= 1300 kg/cm2) = Efisiensi sambungan las (0,85) = Korosi plat
yang diijinkan (1 - 3 mm), diambil 2 mm. Tugas Akhir Perencanaan
Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang
HILALUDINL2A 001 078245 JOKO SANTOSOL2A 001 086 PerhitunganP=0,1 *
(1,2*18.24)= 2.19 kg/cm2 20,85 * 1300 * 2250 * 2.19to + |.|
\|= = 2,49
mmMenurutTechnicalStandardforGatesandPenstocktebalplat
minimumtidakbolehlebihkecildari6mm,sehinggatebalplatpipapesat yang
dipakai adalah 6 mm. 5.6.2.Stabilitas Pipa Pesat Tekanan air
maksimum akibat Water Hammer Konstanta Allievi 1Ho * g * 2Vo *P
>||.|
\|=o (Mosonyi,1991) ||.|
\|=241Do * * VotQ (Mosonyi,1991) Di mana : = Kecepatan rambat
gelombang tekanan (m/dt) Ho = Tekanan Hidrostatis (m) Vo =
Kecepatan rata-rata dalam aliran (m/dt) Rumus pendekatan 2 1*
501000 ((
+=toDoko(Mosonyi,1991) dengan harga k = 0,5 untuk baja k = 1
untuk besi tuang perhitungan : Tugas Akhir Perencanaan Dam dan
Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001
078246 JOKO SANTOSOL2A 001 086 2 1006 , 0250 . 0* 5 . 0 501000
((
+= o= 31,46 m/dt ||.|
\|t=2410.250 * *113 . 0Vo = 2.4580 m/dt |.|
\|=18.24 * 9.81 * 2.4580 2 * 31,46PP=0,216 < 1....AMAN !!!!!
KarenaP 1c. Waktu penutupan minimal (Tf) 2TrH/HrTw Tf|.|
\|+|.|
\|A = Kc(Mosonyi,1991) syarat Tf > 3 . Tr Kc = faktor koreksi
turbin = 3,7 2TrH/HrTw Tf|.|
\|+|.|
\|A = KcTf = 141,725 detik > 3 . 0,0297.........Aman!
5.7.5.Pemilihan Tipe Turbin Data-data : Hnetto = 18.126 m Q= 0,113
m3/dt Pt= 17,08 kWatt Ns= 42,281 Tabel 5.23Kecepatan Spesifik Untuk
Bermacam-macam Tipe Turbin Type of runnerNs (Specific speed) (rpm)
Pelton Turgo Cross Flow Francis Propeller and Kaplan 12-30 20-70
20-80 80-400 340-1000 Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang
Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078254 JOKO
SANTOSOL2A 001 086 DenganNs=42.281rpm,makadaritabeldiatasdapat
diketahuibahwatipe turbin yang dipakai adalah tipe turbin Cross
Flow 5.8.GENERATOR 5.8.1.Jenis Dan Tipe Generator Pemilihan
generator tergantung pada kecepatan putar generator : a. Generator
dengan kecepatan putar rendah Biasanya berukuran besar, berat
dengan efisiensi rendah b. Generator dengan kecepatan putar tinggi
Berukuran lebih kecil, lebih ringan dengan efisiensi lebih kecil
Sedangkankecepatanputargeneratordipengaruhiolehkecepatanputar
turbin.Jumlah kutub magnetik pada generator dihitung dengan rumus :
P = (60.f)/N Di mana: P = Jumlah kutub magnetik generator f =
Frekuensi generator N = Kecepatan putar generator N generator
dianggap sama dengan N turbin = 382,630 rpm Frekuensi generator
yang tersedia dipasaran adalah 50-60 Hz , maka diambil50 Hz P =
(60. 50)/ 382,630 P = 7,84 = 8 buah
Generatoryangdipilihadalahgeneratordengandaya22kVA, kecepatan putar
generator 382,630 rpm dengan faktor daya 0,8. Daya keluar generator
230/400 Volt. Klasifikasi lengkap yang dipilih sebagai berikut :
Kapasitas= 22 kVATegangan= 230/400 VoltKecepatan putar= 382,630 rpm
Faktor daya= 0,8 Frekwensi=50 Hz Jumlah kutub magnetik= 8 buah.
Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang Dilengkapi PLTMH di
Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078255 JOKO SANTOSOL2A 001 086
5.8.2.Daya yang Dihasilkan PLTMH
Dayayangdapatdipakaidiperhitungkanterhadapoverallefisiensi (EOV) di
mana overall efisiensi tersebut dirumuskan sebagai : Pkeluar =
9,81.:Qr . Hn.EOV (kW) Pkeluar = 9,81 . Qr . Hn. Et . Eg . Es . Etr
. Ets Di mana : Qr = debit aliran = 0,113 m3/det Hn = tinggi jatuh
bersih = 18,126 Et= effisiensi turbin = untuk turbular turbin =
0,85 Eg = effisiensi generator = untuk daya 100% = 0,90 Es=
effisiensi speed increaser = untuk beban 100% = 0,96 Etr =
effisiensi transformator = untuk beban 100% = 0,98 Ets = effisiensi
transmisi putar = untuk beban 100% = 0,98 Perhitungan : Pkeluar =
9,81 . 0,113 . 18,126 . 0,85 . 0,9 . 0,96 . 0,98 . 0,98 Pkeluar =
14,172kWatt 5.9.POWER HOUSE
Powerhouseadalahbangunantempatpengendaliankeseluruhanoperasi
PLTMHyangdidalamnyaterdapatinstalasi-instalasilistriksepertigenerator,
turbindankantor.Powerhouseyangdirencanakanmempunyaipanjang12,5m,
lebar 21 m, dan di bawah bangunan terdapat sarana saluranyang
mengalirkan air
dariturbinkesaluranpembuangan.Sedangkanbahanyangdigunakansebagai
strukturadalahK250,untukatapdigunakanasbesbergelombangdengankuda-kuda
dari rangka baja dan pondasi setempat. 5.10. SALURAN PEMBUANGAN
(TAIL RACE) Saluran pembuangan ini berfungsi untuk mengalirkan
debit air yang keluar
dariturbinairuntukkemudiandibuangkesungai.Saluraninidimensinyaharus
samaataulebihbesardaripadasaluranpemasukanmengingatadanya
kemungkinanperubahanmendadakdaridebitturbinair.Rumusuntuk
mendimensi saluran ini sama dengan rumus untuk mendimensi saluran
pemasukan yaitu : Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang
Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078256 JOKO
SANTOSOL2A 001 086 Q = A. V PAR =(C.D. Soemarto,1999) V = l/n .
R2/3.I1/2 Di mana : Q = V.A = Debit airA = Luas pcnampang basah V =
Kecepatan air ; V = l/n . R2/3.I1/2 B = Lebar saluran h = Tinggi
air P = Keliling basah R = A/P =Jari-jari hidrolis n = Koefisien
manning = 0,030 I= Kemiringan dasar saluran = 0,0035 Perhitungan :
A= b.h , dimana : b = 2h A = 1,5.h2 P = 2 . h + b = 3,5 h R = A / P
= 1,5 . h2 / (3,5.h) = 0,429 . h V = l/n . R2/3.I1/2 V = 1/0,030 .
(0,429 . h)2/3 . 0,00350,5 = 1,122 . h2/3 Q = A . V = 1,5 . h2 .
1,122 . h2/3
= 1,683. h8/3 0,113= 1,683. h8/3 h = 0,36 m 1 m jika h = 1m,
maka b =2h = 2.1 = 2 m 5.11. PERENCANAAN PINTU PENGATUR 5.11.1.
Dimensi Profil Horisontal dan Vertikal Pada Pintu
Padapintusorong,tekananairharusditeruskankesponning,pintu
direncanakansedemikianrupasehinggamasing-masingprofilmelintang
(horisontal) mampu menahan tekanan hidrostatis dan meneruskannya ke
sponning, agarpelaksanaanpembuatanpintulebihmudahdan
ekonomismakaperhitungan Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway
Yang Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078257
JOKO SANTOSOL2A 001 086 Ver ti k alHo ri s on t al0 , 50, 2 50, 2
5P2P1h 2h
1hdimensiprofilberdasarkanpadajarakantarprofiltetapdanmomenmaksimal
yang terjadi. Diketahui :Tinggi pintu = 50 cm Lebar pintu = 50 cm
Bahan daun pintu = plat baja Tegangan ijin baja = 1300 kg/cm2 air =
1 ton/m3 Gambar 5-29Dimensi Pintu Pengatur a.Profil Horisontal P1 =
. air.(h12-h2).c P2 = . air.(h22-h12).c Q = P/L M = 1/8.qL2 W = M/1
Di mana :P = Besar tekanan air (T) air = Berat jenis air h=
Kedalaman muka air c = Jarak antar profil q = Beban merata yang
bekerja pada profil (T/m) M= Momen yang bekerja pada profil (Tm) L
= Panjang profil (m) W = Modulus penampang pada profil (cm3) 1 =
Tegangan ijin baja Tugas Akhir Perencanaan Dam dan Spillway Yang
Dilengkapi PLTMH di Kampus Tembalang HILALUDINL2A 001 078258 JOKO
SANTOSOL2A 001 086 Perhitungan :P1 = 0,5.1,00.(0,752- 0,52).0,5 =
0,078 ton q1 = 0,078/0,5 = 0,156 ton/m M1= 1/8.0,156.0,52 = 0,005
tm = 487,500 kgcm W1= 487,500/1300 = 0,375 cm3 P2=
0,5.1,00.(1,02-0,752).0,5 = 0,109 ton q2 = 0,109/0,5 = 0,218 ton/m
M2= 1/8 .0,218.0,52 = 0,007 tm = 681,250 kgcm W2= 681,250/1300 =
0,524 cm3 Profil horisontal 1 dan 2 digunakan profil [3 Wx = 4,26
cm3 Ix = 6,39 cm4 E = 2,1.106 b.Profil Vertikal
Pendimensianmenyesuaikanprofilhorisontalyaitu:bagiantepi
menggunakan profil [ 3 c.Syarat Kontrol Lendutan f