tugas kelompok perencanaan bendung
TRANSCRIPT
TUGAS KELOMPOK
PERENCANAAN BENDUNG
Kelompok 8 :1. Kholivia Desi Ekasari2. Muh. Roihan Azhari3. Muh. Taufik Iqbal4. Mulyanto5. Daniel L. Pattikawa6. Ibnu Rusydi Syarif7. Bagus Adi Irawan
KEMENTERIAN PEKERJAAN UMUMDIREKTORAT SUMBER DAYA AIRDIREKTORAT IRGASI DAN RAWA
Surabaya, Juni 2011
DATA ELEVASI DAN KEHILANGAN AIR
1. Penentuan Elevasi Mercu Bendung
- Elevasi sawah yang akan diairi- Kedalaman air di sawah- Kehilangan tinggi energi di saluran dan boks tersier- Kehilangan tinggi energi di bangunan sadap tersier- Kehilangan tinggi energi di bangunan Sekunder- Kehilangan tinggi energi di bangunan primer- Variasi muka air untuk eksploitasi di jaringan primer- Panjang dan kemiringan saluran primer- Panjang dan kemiringan saluran sekunder- panjang dan kemiringan saluran tersir & Kwarter- Kehilangan tinggi energi pada bangunan ukur di jaringan primer- Elevasi muka air yang diperlukan (eksploitasi normal)- Kehilangan tinggi energi di pintu pengambilan saluran- Panjang dan kemiringan kantong lumpur- Kehilangan tinggi di pintu pengambilan utama- Tinggi cadangan untuk mercu
::::::::::::::::
636,46 0,050,080,080,150,080,100,160,450,440,45
mmmmmmmmmmmmmmmm
638,480,100,060,100,10
JUMLAH 638,84 mDibulatkan 639,00 m
2. Penentuan Dimensi Pintu Intakeq = 7,65 mm/hr = 0,885416667 lt/dt/haNFR=luas xkebutuhan puncak
¿8000Hax 0,8854<¿dt /ha¿7083,33<¿dt = 7,083 m³/dt
DFR= NFREff .ter x Eff . Sek x Eff . Pri
x
¿ 7,083m ³/dt0,91x 0,88 x0,82
=10,789m 3/dt−→Qintake
Qintake=1,2×DFR¿1,2× 10,789Qintake=12,948m ³ /dtQ=A×v Asumsi v = 1,5 m/dt
A=12,9481,5
=8,632m ²
b diambil = h,dengan asumsi dibuat 2 bukaan, sehingga luas tiap pintu menjadi 4,316 m ² lebar pintu 2,08 m dan tinggi bukaan pintu 2,08 m didapat lebar total pintu intake 6,16 m
3. Perhitungan bentuk dan Perhitungan Bentuk Mercu dan Lebar Bendung- Rating Curve
No hn p An i Ks vn R Qn1 0,5 5,3 0,875 0,005 45 0,957603309 0,16509434 0,8379028962 1 7,2 3,35 0,005 45 1,91061151 0,465277778 6,4005485583 1,5 9,6 6,375 0,005 45 2,421977774 0,6640625 15,440108314 2 13,3 11,4 0,005 45 2,871219024 0,857142857 32,731896875 2,5 15,6 17,625 0,005 45 3,451706556 1,129807692 60,83632806
6 3 24,1 26,325 0,005 45 3,374932367 1,092323651 88,84509457
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
f(x) = 0.521694702536648 ln(x) + 0.31534559421407
Rating Curve Sungai
Rating Curve
Gambar Grafik Rating Curve
Dari grafik rating curve untuk Qt = 58 m3/dt, maka didapat h = 2,44 m
- Perhitungan Lebar Bendung Efektif dengan melihat penampang sungai kita dapat menentukan lebar efektif Bendung pada ketinggian air 2,44 m didapat 13,3 mBb = 120% x Bs = 15,9 m 16 mLebar Saluran Pembilas BendungLebar sal. Pembilas = 1/6 × 16 = 2,67 m
- Perhitungan Muka Air di Atas Bendung
Q=cd .23.√ 23 g . Be .H 11,5
200=1,3 . 23.√ 23 9,81 .13,3 . H 11,5
H 1=2,68mDengan melakukan trial dan error didapat harga Cd = 1,2 H1 = 2,77 m
4. Perhitungan Rating Curve di Hilir BendungDengan tabel rating curve yang sama pada hulu bendung, maka didapat :
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
f(x) = 0.521694702536648 ln(x) + 0.31534559421407
Rating Curve Sungai
Rating Curve
Gambar Grafik Rating Curve
Dari grafik rating curve untuk Qpenggerusan = 120 m3/dt, maka didapat h = 2,8 m, dan untuk Q100 = 200 m³/dt didapat h = 3,07 m
5. Perhitungan Hidraulik Kolam Olak- Kedalaman Lantai Peredam Energi
qbanjir=Q100 /Be = 200/15 = 13,33 m³/dtdari grafik MDO−1 , didapat Hu=3,1Elev. M.A Banjir = 639 + 3,1 = 642,1 m qp = Qp / Be
= 120 / 15 = 8 syarat memenuhi, dari grafik MDO – 1 didapat Hu = 2,4 mElv. M.A Hilir = 633 +2,4 = 636,4 m
Tinggi terjun aliranZd = 642,1 -636,4
= 5,7 m
Ep= qp
(9,81 . zd3 )1/2
¿ 8
(9,81 .5,73 )1 /2¿0,187690893Dengan Ep = 0,18 , dari grafik MDO-1 didapat :
Ks= DsD 2
¿2,3Dengan D2 = 1,8 m , maka Ds = 4 m 8 m.
- Panjang Lantai Peredam EnergiDengan Ep = 0,18 , dari grafik MDO-3, didapat :
K 1= LsDs
= 1,8Dengan Ds = 8 m , maka Ls = 15 m
- Ambang Hilira = 0,2 x 1,8 = 0,36 = 1 m.2a = 2 m.
- Elevasi Dek ZerkUdik = +642,1 + 1 = +643,1 mHilir = +636,4 + 1 = +637,4 m
6. Perhitungan Kantor Lumpur- Volume Kantong Lumpur :
Asumsi bahwa air yang dielakkan mengandung 5 / sedimen yang harus diendapkan di
kantong lumpur.
V = 0.0005 x Qn x T
Jika pembilasan di lakukan duaminggu sekali dan Qn = 12,948 m/dt.
V = 0.005 x 12,948 x 14 x 24 x 3600
= 7.831 m3 dibulatkan menjadi 8.000 m3
LB = Qn = 12,948 = 3237 0.004 0.004
Karena L / B > 8, maka dapat dihitung : B < 20 m dan L > 161,5
Diambil : Vn = 0.40 m/dt Ks = 45
Maka : An = Qn = 12,948 = 32,37 m2Vn 0.4 0,4
Dengan harga rata – rata B = 20 m, kedalaman air hn menjadi : hn = An = 32,37 = 1,6 m
B 20
Hn =1,6
18,4
21,6
Potongan melintang kantong lumpur dalam keadaan penuh Qn
Keliling basah :
On = 18,4 + 2 x 1,6 (1 + 12) = 21,6
Rn = An = 32,37 = 1.49 m2On 21,6
in dapat di tentukan sebagai berikut :
in = vn2 / (R2/3 x ks )2
= 0.42 / (1.492/3 x 45 )2
= 0.462 . 10 -4
Penentuan is (pembilasan , kantong lumpur kosong)
Qs = 1.2 x 12,948 = 15,5376 m2/dt
As = Qs = 15,5376 = 10,35 m² Vs 1.5
Lebar dasar b = 18,4 mAs = b x hs10,35 = 18,4 x hshs = 0.56 m 0,56
Potongan melintang kantong lumpur dalam keadaan kosong Qs
Rs = As = 10,35 = 0,53 m Os 18,4 + 2 x 0,56
Untuk pembilasan ks diambil 40 m1/2 /dt
is = ( Vs )2 = 1.5 ² = 0.00327 Rs2/3 Ks (0.532/3 x 40)²
Fr = 1.5 = 0.64 < 1 Ok (9.8 x 0.56)
= g hs is = 1.000 x 9,8 x 0,56 x 0,00327 = 17,99 N/m2
El intake = 636,5
+635,4 in = 0.462 . 10 -4 +635,39
+634,9
Is = 0.003272 +634,3
161,5 m
Potongan Memanjang Kantong Lumpur
V = 0.50 x b x L + 0.5 (is – in) L2 b
= 0,5 x 18,4 x L + 0,5 (0,003272 – 0,00004)L² x 18,4
8000 = 9,2 L + 0.29 L2
L = 151 m dibulatkan menjadi 160 m
Cek rencana muka air sungai Q1/5
Muka air pada Q1/5 = Q 40% tahunan = 23,2 m³/dt
Hs = 1.02 +635,39 1/3 Hs = 89.18
hs = 0.566
+634,3
Pengecekan efisiensi :
18,4
Wo = hn . vn = 1,6 x 0.4 = 0.004 m / dt
L 160
w = 0.004 = 1 m2wo 0.004w = 0.004 = 0.001vo 0.4
Dari grafik Camp, diperoleh efisiensi 1 1
Bangunan Pembilas
Kedalaman air pembilas adalah 0,766 m dengan Qs = 15,53 m3/dt
Andaikan ada 5 bukaan a’ 200 m dan 4 pilar a’ 1.00 m
Bnf = 5 x 2,00 = 10.00 m
At = 21.24 x 0.56 = 10,00 x hnf hnf = 1.62 m
Jadi kedalaman tambahan 1.62 – 0.766 = 0.86 0.9
Saluran Pembilas
Af = ( n + m) h2
16.2 = 3.5 h2
h = 2.15 b = 5.38 5.4 m
Rumus Strickler dengan ks = 35
Vf = ks Rf2/3 if
1/2
1 = 35 x 1.67 2/3 x if1/2
if = 0.000412
kemudian muka air rencana di hilir pintu pembilas menjadi :
89.08 + 60 x 0.000412 = +89,18
87,73
6
88,63
Elevasi dasar titik temu sungai + 89.08 – 2.15 = 86.93, maka di sungai diperlukan bangunan terjun dengan tinggi jatuh 0.93
POTONGAN MEMANJANG SALURAN PEMBILAS
2,15
TERJUNANPEMBILAS
SUNGAISALURAN PEMBILASKANTONG LUMPUR
60 m
0,93
89,08
86,9386,95
89,1889,40
87,7388,63
Perhitungan Stabilitas Bendung
Gambar Perhitungan Stabilitas terhadap Tubuh Bendung
Gambar Perhitungan Stabilitas terhadap Gaya Uplift
Stabilitas bendung selama terjadi debit (Q100)
Vektor Gaya
GayaTerhadap Titik K
Lengan
Momen
Vertikal G1 -3.662 5.96 -21.828G2 -4.171 7.58 -31.615G3 -1.415 8.47 -11.982G4 -6.211 6.11 -37.952G5 -15.670 3.88 -60.799G6 -1.500 8.50 -12.750G7 -0.750 7.58 -5.685G8 -5.000 2.50 -12.500G9 -4.500 2.25 -10.125G10 -4.000 2.00 -8.000W1 3.326 30.99 103.079W2 3.740 30.44 113.858W3 31.555 27.94 881.655W4 2.918 25.96 75.751W5 30.803 23.34 718.942W6 2.730 20.94 57.170W7 24.190 18.33 443.408
W8 2.556 15.94 40.743W9 27.582 13.31 367.115W10 2.384 10.95 26.108W11 7.863 9.80 77.059
W12 1.633 8.85 14.449W13 1.919 8.51 16.333W14 2.093 8.12 16.998W15 4.269 7.51 32.056W16 6.799 5.75 39.094W17 1.448 4.70 6.806W18 1.859 4.29 7.973W19 18.374 2.18 40.054W20 -45.637 6.16 -281.122W21 -3.065 11.38 -34.880W22 -3.150 12.19 -38.399Ʃ Vertikal 79.311 2511.019
Stabilitas bendung selama terjadi debit (Q100)
Vektor Gaya
GayaTerhadap Titik K
Lengan Momen
Horizontal G1 3.662 5.75 21.059G2 4.171 4.81 20.062G3 1.415 4.22 5.970G4 3.211 4.75 15.254G5 10.670 4.94 52.709G6 1.500 2.25 3.375G7 0.750 2.50 1.875G8 5.000 2.50 12.500G9 4.500 1.50 6.750G10 4.000 0.50 2.000Ʃ Horisontal 38.879 141.553
Kontrol Terhadap stabilitas S V = 79.311S H = 38.879S MT = 2511.019S MG = 141.553S M = 2369.466
Stabilitas terhadap guling :SF = MT/MG
= 17.739 aman
Stabilitas terhadap geser :SF = tg 37 . SV/SH
= 1.538 aman
Stabilitas terhadap daya dukung tanah :
e = (SM/SV) - (L/2) = 18.417 11L= 22.918
L/6 = 22,918 / 6 …. > e
= 3.81966666666667 > 2,928
smax = (SV / L) *((1 +6 e)/L) = 16.837
kontrol :smax < sijin 16.837 < 105.555
Perhitungan Panjang Lantai Udik
Dalam desain diambil L/∆H = 4Perhitungan dilakukan dengan kondisi tidak ada aliran dari udik, sehingga Q=0, Jadi∆H = 91.78 - 86.00 = 5.78Panjang rayap seharusnya :
Lb > 4 x 5.78 = 23.12 mBerdasarkan gambar, diperoleh Lv = 26.5 mLh = 32 mLp = 26.5 + 1/3 x 32 = 37.167
Jadi : Lb yang dibutuhkan = 23.12 mLp = 37.167 > Lb = 23.12 ………….. OkPanjang lantai udik cukup memadai