PERTEMUAN KE-4 SEBRIAN MIRDEKLIS BESELLY PUTRA HIDROLIKA TERAPAN Teknik Pengairan Universitas Brawijaya
PERTEMUAN KE-4SEBRIAN MIRDEKLIS BESELLY PUTRA
HIDROLIKA TERAPAN
Teknik Pengairan Universitas Brawijaya
Bangunan Pengatur
Overflow Weir
Side Weir
PERENCANAAN HIDROLIS OVERFLOW WEIR
Bangunan dapat digolongkan menjadi dua :
bangunan yang mempengaruhi
tidak mempengaruhi muka air hulu
BANGUNANYANG MEMENGARUHI MUKA AIR HULU
Bangunan yang mempengaruhi muka air hulu bendung
pelimpah dan bendung gerak
Kedua tipe tersebut mampu membendung air sampai tinggi
minimum yang diperlukan. Pintu bendung gerak mempunyai pintu
yang dapat dibuka selama banjir guna mengurangi tinggi
pembendungannya. Bendung pelimpah tidak bisa mengurangi tinggi
muka air hulu sewaktu banjir.
PERENCANAAN HIDROLIS BENDUNG
LEBAR BENDUNG
Lebar bendung, yaitu jarak antara pangkal-pangkalnya (abutment), sebaiknya sama dengan lebar rata-rata sungai pada bagian yang stabil.
Di bagian ruas bawah sungai, lebar rata-rata ini dapat diambil padadebit penuh (bankful discharge): di bagian ruas atas mungkin sulituntuk menentukan debit penuh.
PERENCANAAN HIDROLIS BENDUNG
Bisa diambil banjir rerata tahunan untuk menentukan lebar rata-
rata bendung
Lebar maksimum bendung hendaknya tidak lebih dari 1,2 kali
lebar rata-rata sungai pada ruas yang stabil.
Untuk sungai-sungai yang mengangkut bahan-bahan sedimen kasar
yang berat, lebar bendung tersebut harus lebih disesuaikan lagi
terhadap lebar rata-rata sungai, yakni jangan diambil 1,2 kali lebar
sungai tersebut.
PERENCANAAN HIDROLIS BENDUNG
Untuk kebutuhan desain peredam energy, dibatasi debit per
satuan lebar antara 12-14 m3/detik/m
Sehingga akan memberikan tinggi energy maksimum 3,5 – 4,5m
PERENCANAAN HIDROLIS BENDUNG
Lebar Efektif Mercu (Be)
Lebar efektif dihubungkan dengan lebar mercu yang sebenarnya (B), yakni jarak antara pangkal-pangkal bendung dan/atau tiang pancang, dengan persamaan berikut:
Be = B – 2 (nKp + Ka) H1
di mana: n = jumlah pilar
Kp = koefisien kontraksi pilar
Ka = koefisien kontraksi pangkal bendung
H1 = tinggi energi, m
LEBAR EFEKTIF MERCU
H1
B1e
B1
B2e
B2
Bs
B3
H1
II
Bs = 0.8Bs
B = B1 + B2 + B3Be = B1e + B2e + Bs
ka.H1
Kp.H1 Kp.H1 Kp.H1 Kp.H1
Ka.H1
pembilas
I II
I
KOEFISEN KA DAN KP
PERENCANAAN MERCU
Di Indonesia dikenal dua macam mercu pelimpah yaitu
Tipe OGEE
Tipe Bulat
mercu tipe ogeemercu tipe bulat
R1 R
R2
Gambar 4.2 Bentuk-bentuk mercu
Kemiringan maksimum muka bendung bagian hilir yang
dibicarakan di sini berkemiringan 1 banding 1 batas bendung
dengan muka hilir vertikal mungkin menguntungkan jika bahan
pondasinya dibuat dari batu keras dan tidak diperlukan kolam
olak. Dalam hal ini kavitasi dan aerasi tirai luapan harus
diperhitungkan dengan baik.
MERCU BULAT
Tekanan pada mercu adalah fungsi perbandingan antara H1 dan r (H1 /r) (lihat Gambar A). Untuk bendung dengan dua jari-jari (R2) (lihat Gambar B), jari-jari hilir akan digunakan untuk menemukanharga koefisien debit.
Untuk menghindari bahaya kavitasi lokal, tekanan minimum padamercu bendung harus dibatasi sampai – 4 m tekanan air jika mercuterbuat dari beton; untuk pasangan batu tekanan subatmosfirsebaiknya dibatasi sampai –1 m tekanan air.
GAMBAR A
h1~H1y~0.7H1
r
p/ g
1
1
r =~
0-4.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9
-3.0
-2.0
-1.0
0.0
1.0
10
perbandingan H1/r
perb
an
din
gan
( p
/ g
)m
in
H1
~~
Tekanan pada mercu bendung bulat sebagai fungsi
perbandingan H1/r
GAMBAR B
00.6
1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
x
xxxxxxxx
x
x
xx
x
++
koefisie
n C
o
catatan sahih jika P/H1 > 1.5
x r = 0.025 m. - G.D.MATTHEW 1963 perbandingan H1/r
o r = ............. - A.L. VERWOERD 1941
+ r = 0.030 m. - A.W.v.d.OORD 1941
r = 0.0375 m. L.ESCANDE &
r = 0.075 m. F.SANANES 1959
Harga-harga koefisien C0 untuk bendung ambang bulat
sebagai fungsi perbandingan H1/r
SKETSA BENDUNG DENGAN MERCU BULAT
2-3H, maks
p
H1h1
V1 /2g
2
V1H2
h2
v2 /2g
2
y
V2r
.
1
1
Dari Gambar A tampak bahwa jari-jari mercu bendung pasangan
batu akan berkisar antara 0,3 sampai 0,7 kali H1maks dan untuk
mercu bendung beton dari 0,1 sampai 0,7 kali H.1maks
PERSAMAAN TINGGI ENERGY-DEBIT
Persamaan tinggi energi-debit untuk bendung ambang pendek dengan pengontrol segi empatadalah:
Q = 𝐶𝑑2
3
2
3𝑔𝑏𝐻1
1,5
di mana: Q = debit, m3/dt
Cd = koefisien debit (Cd = C0C1C2)
g = percepatan gravitasi, m/dt2 ( 9,8)
b = panjang mercu, m
H1 = tinggi energi di atas mercu, m.
C0 adalah fungsi dari H1/r Gambar B
C1 adalah fungsi dari p/H1 Gambar C
0
0.7
0.8
0.9
1.0
1.0 2.0 3.0
Fakto
r pen
gura
ng
an k
oe
fisie
nd
eb
it C
1
perbandingan P/H1
+ w.j.v.d. OORD 1941
P/H1 ~ 1.5
0.99
++
+
C2 adalah fungsi dari p/H1dan kemiringan muka hulu bendung
Gambar D
00.98
1.00
1.02
1.04
0.5 1.0 1.5
p
H1
V1 /2g
2
kemiringan sudut
terhadap garis vertikal1:0.33 18°26'1:0.67 33°41'1:1 45°00'
koefisie
n k
ore
ksi C
2
perbandingan P/H1
1:11:0.67
1:0.33
Dalam tahap perencanaan p dapat diambil setengah jarak dari
mercu sampai dasar rata-rata sungai sebelum bendung tersebut
dibuat. Untuk harga-harga p/h1 yang kurang dari 1,5, maka Gambar
C dapat dipakai untuk menemukan faktor pengurangan C1
Harga-harga koefisien koreksi untuk pengaruh kemiringan muka
bendung bagian hulu terhadap debit diberikan pada Gambar D
Harga koefisien koreksi, C2, diandaikan kurang lebih sama dengan
harga faktor koreksi untuk bentuk-bentuk mercu tipe Ogee.
Harga-harga faktor pengurangan aliran tenggelam f sebagai fungsi
perbandingan tenggelam dapat diperoleh dari Gambar E
Faktor pengurangan aliran tenggelam mengurangi debit dalam
keadaan tenggelam
GAMBAR E
00
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
perb
andin
gan
alir
an tenggela
m
faktor pengurangan aliran tenggelam f
H2/H
1
data dari :A.L.VERWOERD 1941
W.J.v.d.OORD 1941
+
+
+
+
++
H2/H1=1/3