DESAIN WADUK I. PENG PENGER ERTIA TIAN N UMUM UMUM Macam bangunan utama : Bendung
:
- Berguna untuk menaikkan menaikkan elevasi elevasi (tinggi) muka air sungai sehingga dapat mencapai elevasi daerah layanan, atau untuk tujuan tertentu ; misalnya untuk meningkatkan head dalam PLTA. - Tidak membutuhkan tampungan (waduk) - Biasanya dibangun pada DAS bagian tengah, dimana debit tersedia besar dan beda elevasi daerah layanan tidak terlalu tinggi dari elevasi muka air sungai (tidak lebih dari 5 meter). Bendungan
-
:
Berguna untuk menaikkan elevasi muka air, dan meningkatkan debit tersedia pada musim kemarau.
-
membutuhkan tampungan (waduk)
-
Biasanya dibangun pada DAS bagian hulu dimana debit tersedia relatif kecil dan beda elevasi daerah layanan cukup tinggi dari elevasi muka air sungai (bisa lebih dari 50 meter).
Free
-
intake :
Berguna untuk mengarahkan dan mengatur aliran air menuju daerah layanan.
-
Hanya berupa pintu pengatur
-
Biasanya dibangun pada DAS bagian hilir dimana debit tersedia cukup besar dan elevasi daerah layanan hampir sama dengan elevasi muka air sungai.
Komponen pada bendungan : 1.
Tubuh bendungan
2.
Waduk
Urugan tanah dan/atau batu, beton
merupakan tampungan alamiah yang berfungsi untuk
menyimpan air sementara. 3.
Pelimpah banjir
sistem pembuangan (outlet) akibat kelebihan air
di waduk. 4.
Intake
Bangunan pengambilan air dari waduk untuk melayani
kebutuhan air yang dibebankan kepadanya. 5.
Sistem pengelak
berupa bendungan pengelak (cofferdam) dan
terowongan pengelak yang disediakan sebagai pengaman saat kegiatan konstruksi. 6. Prasarana Prasarana pendukung pendukung : inspection inspection gallery, gallery, jalan akses, gardu gardu pandang, Rumah pembangkit dari PLTA, Instalasi penjernihan air bersih, sarana rekreasi, dll. CONTOH BENDUNGAN :
II.
DESAIN TAMPUNGAN WADUK
2.1 Lengkung Kapasitas Waduk Waduk Waduk merup merupak akan an tempat tempat penam penampun punga gan n air air buat buatan an yang yang terbentuk akibat pembendungan sungai. Fungsi utama dari waduk adalah untuk untuk memantapkan memantapkan aliran aliran air baik dengan dengan cara pengaturan pengaturan pers persed edia iaan an air air yang ang beru beruba bahh-ub ubah ah pada pada suat suatu u sung sungai ai alam alamia iah h maupun maupun untuk untuk memenuh memenuhii tuntut tuntutan an kebutu kebutuhan han yang yang berubah berubah-uba -ubah h dari para konsumennya. Berhubung fungsi utama dari waduk adalah meny menyedi ediak akan an tamp tampung ungan an air, air, maka maka ciri ciri fisi fisikn knya ya yang yang terpe terpent nting ing adala adalah h kapas kapasit itas as tamp tampung ungan. an. Kapas Kapasit itas as waduk waduk yang yang bent bentuk ukny nya a beratu beratura ran n dapat dapat dihit dihitung ung denga dengan n pene penerap rapan an rumus rumus-ru -rumu mus s untuk untuk menghitung benda padat, sedangkan kapasitas tampungan waduk pada pada
kedud eduduk ukan an
alam alamia iah h
bias biasan any ya
dite ditettapka apkan n
berd berdas asar arka kan n
pengukuran topografi. Karakteristik tampungan suatu waduk dapat dipresentasikan dalam bentuk grafik hubungan elevasi - volume tampu tampung ngan an--
luas luas
genan genanga gan, n, yang ang
bias biasa a
dis disebut ebut lengkung
tampungan atau lengkung kapasitas waduk . (Linsley, 1985:164). 1985:164).
Tubuh Bendungan
S. Kwayangan S. Konto
Contoh : Map Image Waduk Waduk Selorejo Selorejo Tubuh Bendungan
S. Konto S. Kwayangan
Contoh : Perspektif Dasar Waduk Selorejo
CONTOH 1 : Data Karakteristik Tampungan Waduk Selorejo Elevasi (meter) 590 610 615 620 625
Volume (x 106 m3) 0.00 15.00 25.00 38.00 65.00
Luas Genangan (Km2) 0.00 1.60 3.00 3.80 4.00
Grafi Grafik k Hubun gan EL VS V olume Wad 70.00 60.00
3
2
y = 0.0038x - 6.7809x + 4082.5x - 81935 R2 = 0.9986
) 50.00 m
3 6
0 40.00 1 x ( e 30.00 m u l o V 20.00
10.00 0.00 59 0 . 00
59 5 . 0 0
60 0 . 0 0
6 05 . 0 0
6 10 . 0 0
6 15. 0 0
Elev Elev asi maw (mete (mete r
62 0. 00
62 5. 00
63 0. 00
Grafik Grafik Hubungan E L VS Luas Genangan W 4.50 4.00 ) 3.50
2
m3.00 K ( n 2.50 a g n a 2.00 n e G s 1.50 a u L 1.00 2
y = 0.001 0.001 3x- 1.493x + 417.7
0.50
R2 = 0.9591
0.00 5 90 . 0 0
5 95 . 00
6 0 0 . 00
60 5. 0 0
61 0 . 0 0
6 1 5. 0 0
62 0. 0 0
6 2 5 . 00
6 30 . 0 0
Elevasi maw (mete
Dari Dari dua grafi grafik k diat diatas as terli terlihat hat bahwa bahwa lengk lengkun ung g kapas kapasit itas as Waduk aduk Selorejo dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan berikut :
S = 0,0038 x EL3 - 6,7809 x EL2 + 4082,5 x EL – 819352
A = 0,0013 x EL2 – 1,493 x EL + 417,75
dimana, S
= Volume tampungan waduk ( x 106 m3)
A
= Luas genangan waduk (Km2)
EL
= Elevasi muka air waduk (m)
Lengkung dan persamaan persamaan tersebut tersebut tentu saja hanya berlaku spesifik spesifik untuk Waduk Selorejo, dan tidak berlaku pada waduk yang lain. LATIHAN LATIHAN 1 : Data topografi suatu waduk disajikan pada gambar berikut :
+ 132,00 m + 122,00 m + 102,00 m
+ 92,00 m
+ 112,00 m
Dari penguku pengukuran ran peta peta dengan dengan menggun menggunaka akan n planim planimetri etri diperole diperoleh h hubungan sebagai berikut : Elevasi (m) A (Km2) Pertanyaan :
85 0
90 1,20
100 3,20
110 3,60
120 410
130 440
Buat gambar lengkung kapasitas waduk !
Buat persamaan yang menyatakan hubungan : EL VS Volume tampungan dan EL VS Luas genangan waduk.
Struktur Tampungan Waduk Terkait dengan fungsinya maka tampungan waduk dapat dibagi menjadi tiga bagian utama, yaitu ;
tampungan mati (dead storage), storage),
tampungan efektif (effective efektif (effective storage,) dan
tam tampung pungan an
tam tambaha bahan n
yang ang
bias biasan any ya
dima dimanf nfaa aatk tka an
untu untuk k
pengendalian banjir (flood banjir (flood storage). storage). Pembagian daerah (zone) tampungan pada waduk disajikan pada Gambar berikut.
tampungan banjir (flood storage) tubuh bendungan muka air banjir (HWL) muka air normal (NWL) tampungan efektif (effective storage) Dasar sungai Saluran pembawa
muka air rendah (LWL)
tampungan mati (dead storage)
Gambar 2.1 Pembagian daerah (zone) tampungan pada waduk (Linsley, 1985 :164)
Permuk Permukaan aan genangan genangan normal normal (norm (normal al water water leve level) l) adalah elev elevas asii maks maksim imum um yang yang dicapa dicapaii oleh oleh kenai kenaika kan n permu permukaa kaan n waduk pada kondisi operasi biasa. Pada kebanyakan waduk genangan normal ditentukan oleh elevasi elevasi mercu pelimpah pelimpah atau puncak pintu-pintu pelimpah.
Perm Permuk ukaan aan genan genanga gan n minim minimum um (low (low water ater leve level) l) adalah elev elevas asii teren terenda dah h yang yang diper diperol oleh eh bila bila genan genangan gan dile dilepas paska kan n pada pada kondi kondisi si norm normal al.. Perm Permuk ukaan aan ini ini dapat dapat dite ditentu ntuka kan n oleh oleh elevasi dari bangunan pelepasan (intake) terendah di dalam bendungan atau pada elevasi minimum yang disyaratkan untuk operas operasii turbi turbine ne-tu -turbi rbinen nenya ya (pada (pada waduk waduk yang yang diope dioperas rasik ikan an untuk pembangkit listrik).
Tamp Tampung ungan an pada pada daera daerah h yang yang terl terleta etak k antar antara a permu permuka kaan an genan genangan gan mini minimu mum m dan norma normall disebu disebutt tampun tampungan gan efek efekti tif f (effective storage) dan daerah di bawah genangan minimum
dise disebut but tamp tampung ungan an mati mati (dead (dead storag storage) e).. Tamp Tampun unga gan n mati mati merupak merupakan an tampung tampungan an yang yang dicadan dicadangkan gkan untuk untuk menangka menangkap p sedimen, dan bila volume sedimen yang tertangkap lebih besar dari dari kapas kapasit itas as yang yang dicad dicadang angka kan n berart berartii usia usia guna guna waduk waduk tersebut telah berakhir. 2.3 Tampungan Mati (Dead Storage) Tampungan Tampungan mati merupakan bagian dari waduk yang disediakan disediakan untuk menampung sedimen. Kapasitas tampungan mati ini akan sangat ditentukan oleh kadar sedimen dalam aliran sungai dan usia guna waduk yang ditetapkan. Suatu waduk dikatakan telah habis usia gunanya bila sedimen yang tertangkap sudah melebihi kapasitas kapasitas tampungan mati yang telah ditetapkan. ditetapkan. Dalam struktur waduk tampungan mati terletak pada bagian paling bawah dan dibatasi oleh dasar waduk dengan muka air rendah dalam waduk (low (low wate waterr leve level) l),, dima dimana na pada pada eleva elevasi si ters tersebu ebutt merup merupak akan an kedu kedudu duk kan dari dari dasa dasarr
int intake. ake. Dalam alam pera peranc ncan anga gan n
suat suatu u
bend bendun unga gan n usia usia guna guna bias biasa a dite diteta tapk pkan an sebe sebesa sarr 50 tahu tahun, n, sedangkan kadar sedimen dalam aliran sungai diperoleh melalui pengukuran pengukuran langsung di lapangan lapangan atau dari analisis analisis berdasarkan metode empirik yang relevan, misalnya Metode USLE. Volume tam tampung pungan an
mati mati
seti setida dak k-tid -tidak akny nya a
sebe sebes sar
5%
dari dari
tot total
tampungan waduk. Dalam perencanaan bendungan, parameter yang dicari adalah tinggi tampungan mati (hds). Contoh analisisnya analisisnya dapat diuraikan sebagai berikut :
-
Diketahui :
laju erosi lahan di DAS Badung berdasarkan analisis dengan
metode USLE diperoleh 1.5 mm/tahun. - Luas DAS = 200 Km2 Maka ;
- Volume tanah tererosi (qs)
= 1.5 x 10-3 x 200 x 106
m3/tahun = 3 x 10 5 m3/tahun - Perkiraan Volume sedimen yang tertangkap di waduk (Vs) : Vs
= qs x t x TE = 3 x 105 x 50 x 0.7 = 10.5 x 106 m3
TE : Trap efisiensi waduk, yaitu perbandingan antara volume sedi sedime men n yang yang terta tertangk ngkap ap di waduk waduk denga dengan n tota totall volu volume me sedimen sedimen yang melewatinya. melewatinya. Untuk keperluan desain, nilai TE dapat ditentukan dengan menggunakan grafik di buku TSDA Jilid I.
Dengan menggunakan lengkung kapasitas waduk dari hasil
perhitungan CONTOH 1, maka tentukan kedudukan LWL pada El. + ... m, dan tinggi tampungan mati adalah (LWL (LW L – El dasar waduk) atau .... meter.
WAWASAN -
Mekanism Meka nisme e t ransport rans portasi asi sediment edi mentasi asi di sungai su ngai ; Seti Setiap ap su sung ngai ai memb membaw awa a seju sejuml mlah ah sedi sedime men n tera terapu pung ng (suspended (suspended sediment) sediment) serta menggerakkan bahan-bahan padat di sepanjang dasar sungai sebagai muatan dasar (bad load). load).
-
Gerakan dari partikel muatan dasar adalah dengan cara mengge menggelin lindin ding, g, mengges menggeser er dan melomp melompat, at, sedang sedangkan kan pada muatan terapung dipengaruhi oleh turbulensi pada bidang aliran. Bila didasarkan pada asal dari bahan yang terangk terangkut ut maka maka angkutan angkutan materia materiall sedime sedimen n dibed dibedaka akan n menjad menjadii angkutan angkutan dasar dasar (bed (bed materia materiall transpo transport) rt) dan angkutan material tercuci (wash load). load).
-
Angkutan material dasar berasal dari dasar sungai, berarti bahwa angkutan tersebut ditentukan oleh keadaan dasar dan dan karak karakte teris risti tik k alir aliran. an. An Angk gkuta utan n mate materi rial al dasa dasarr bisa bisa terd terdiiri
dari ari
muat muatan an
dasar asar
dan dan
muat muatan an
ters tersus usp pensi ensi..
Materi Material al sedi sedime men n dari dari angkut angkutan an mate materia riall tercu tercuci ci tida tidak k berhubun berhubungan gan dengan dengan keadaa keadaan n setempa setempat, t, tetapi tetapi berasal berasal dari dari sumber sumber luar luar akibat akibat erosi erosi lahan. lahan. Angkutan Angkutan materi material al tercuci tercuci biasany biasanya a terangk terangkut ut sebaga sebagaii muatan muatan tersusp tersuspensi ensi dan umumnya berupa bahan yang sangat halus. Adanya muata uatan n ini dapat apat berp erpenga engaru ruh h pada ada turb turbul ulen ensi si dan visk viskos osit itas as kare karena na itu itu memp mempun unya yaii peng pengar aruh uh terh terhad adap ap karakteristik aliran yang terjadi. Wash load tidak penting terha terhada dap p peru peruba bahan han dasa dasarr sunga sungai, i, tetap tetapii untuk untuk kasu kasus s sedi sedim menta entas si
di
wadu waduk k menja enjadi di penti enting ng oleh oleh karen arena a
jumlahnya yang cukup besar. Mekanisme angkutan dasar seca secara ra
skema kemati tis s
ditu di tunj njuk ukk kan
(Jansen dkk, 1979 : 90).
pad pada
Gambar
berikut
Muatan dasar (bed load) Angkutan material dasar (bed material transport)
Mekanisme
Kondisi asli (original)
Muatan tersuspensi (suspended load)
Angkutan material tercuci (wash load)
Gambar : Mekanisme transportasi transportasi sedimen (Jansen dkk, 1979: 90)
Pola umum sebaran sedimen di waduk
Oleh Oleh kare karena na bera beratt jeni jenis s dari dari mate materi rial al sedi sedime men n rata-rata sebesar 2,65 maka partikel-partikel partikel-partikel dari sedime sedimen n terapu terapung ng cender cenderung ung untuk untuk menge mengenda ndap p ke dasa dasarr alu lur, r, teta tetapi pi akiba kibatt turb turbu ulen lensi dapa dapatt menghalangi
pengendapan pan
secara
gravitas tasi
ters terse ebut. but. Bi Billa air yan yang mengan gandun dung sedi dim men menc mencap apai ai su suat atu u wadu waduk, k, maka maka kece kecepa pata tan n alir aliran an dan dan turb turbul ulen ensi siny nya a akan akan sang sangat at jauh jauh berk berkur uran ang. g. Partikel-partikel kebanyakan
terapung
berupa
agak
muatan
besar
dasar
yang akan
meng mengen enda dap p seba sebaga gaii su suat atu u delt delta a di hulu hulu wadu waduk. k. Parti rtikel kel-p -pa arti rtikel kel terapung
lebih
yan yang lama
lebi lebih h dan
keci kecill
akan kan
teta tetap p
sebagian
akan
menge engen ndap dap lebi bih h jauh di bagi bagia an hi hillir wadu waduk. k.
Part Partik ikel el-p -pa artik rtikel el yang yang sang sangat at keci kecill akan akan teta tetap p terapu terapung ng lebih lebih lama lama lagi lagi dan sebagi sebagian an darin darinya ya mung mungki kin n akan akan kelu keluar ar wadu waduk k bers bersam ama a air air yang yang mengalir melalui outlet waduk baik melalui intake maupun maupun pelimpah pelimpah banjir. banjir. Upaya Upaya untuk untuk menahan menahan sedimen dari muatan dasar ke dalam waduk dapat dilakukan
lebih
efektif
dengan
cara
mengha menghadan dangny gnya a langs langsung ung oleh oleh karen karena a geraka gerakan n dari dari
jeni jenis s
part partik ike el
ini
adala dalah h
mengge nggellindi nding, ng,
menggeser atau melompat. Namun tidak demikian dengan muatan tersuspensi, oleh sebab itu beban sedimentasi di waduk lebih didominasi oleh jenis sedimen dari muatan tersuspensi. Aliran air keruh
Sampah mengambang
Inflow
Outlet pelimpah Air yang relatif jernih Delta
Intake Bottom outlet Dasar waduk Sedimen Halus
Gambar : Pola umum sebaran sedimen di waduk (Linsley, (Linsley, 1985 :175)
Pergerakan sedimen di dalam waduk
Dua faktor yang mempengaruhi pola sebaran sedimen di wadu waduk k adal adalah ah fakt faktor or hidr hidrol olis is dan dan fakt faktor or kara karakt kter eris isti tik k sedi edimen.
Dari Dari
has hasil
penel nelitian
terdah rdahu u lu
berjudu udul
“Identifikasi Besaran Parameter Model Aliran Dinamis dan Transportasi Sedimen Waduk Selorejo dengan SMS 8.0” yang yang tela telah h di dila lak kukan ukan oleh oleh pene peneli liti ti pada pada Tahu Tahun n 20 2007 07,, menu menunj njuk ukka kan n
bahwa ahwa
aki akibat bat
pembe embend ndun ung gan
sunga ungaii
menj menjad adik ikan an kece kecepa patan tan alir aliran an di dala dalam m waduk waduk sang sangat at kecil. Pola sebaran sedimen Waduk Selorejo secara rinci sanga sangatt dipe dipeng ngar aruhi uhi oleh oleh fakt faktor or keda kedala lama man n alir alirann annya. ya. Bagi Bagian an palu palung ng wadu waduk k
terd terdal alam am cend cender erun ung g
memi memili liki ki
endapan endapan yang lebih lebih tebal tebal dibandi dibanding ng palung palung yang yang lebih lebih dangk dangkal al.. Dari Dari hasil hasil simu simulas lasii mode modell juga juga menun menunjuk jukka kan n bahwa bahwa ketebal ketebalan an rata-rat rata-rata a sedime sedimen n di Waduk Waduk Selorej Selorejo o pada pada rent rentan ang g wakt waktu u 6 (ena (enam) m) tahu tahun n (Tah (Tahun un 19 199 99 ~ Tahun 2003) adalah 0,927 meter dengan nilai rata-rata 0,309 0,309 meter meter per dua tahun. tahun. Gambar Gambar 13 sampai sampai Gambar Gambar 16 menunjukkan proses akumulasi ketebalan sedimen di waduk. waduk. GambarGambar-gam gambar bar proses
awal
tersebu tersebutt menunjukk menunjukkan an bahwa bahwa
sedimentas ntasii
terj terja adi
pada
zone
waduk
terdalam, yaitu pada daerah di sekitar tubuh bendungan. Namu Namun n
pada pada su suat atu u
kese keseti timb mban anga gan n
tert terten entu tu di dima mana na
konsentr konsentrasi asi sedime sedimen n di zone tersebut tersebut telah telah melamp melampaui aui nilai nilai konse konsentr ntras asii sedi sedime men n pada pada alir aliran, an, maka maka sedi sedime men n akan menyebar pada zone lain yang memiliki konsentrasi sedimen sedimen lebih lebih rendah. rendah. Fenomena Fenomena tersebut tersebut menunjukkan menunjukkan
bahwa bahwa sebenar sebenarnya nya secara secara alamiah alamiah proses proses penimb penimbunan unan sedi sedime men n di dimu mula laii pada pada bagi bagian an tert terten entu tu,, yait yaitu u bagi bagian an palu palung ng waduk waduk yang yang dalam dalam.. Bi Bila la pada pada bagi bagian an terse tersebut but dapa dapatt
dik di kend endalik alikan an
deng dengan an
cara ara
mempe empert rtah ahan ank kan
konsentr konsentrasi asi sedime sedimen n agar agar tetap tetap rendah rendah (nilain (nilainya ya lebih lebih keci ecil
dari
bagian lain
di
sekitarnya) nya) maka aka
pote otens nsii
penyebaran sedimen bisa ditekan. Secara teknis upaya tersebut
dapat
dilakukan
dengan
segera
mengeluarkannya melalui pipa langsung menuju bottom outlet.
Gambar : Perubaha n Tebal Sedimentasi (Akumulasi) 1.50 1.40 1.30 1.20 1.10 ) r e 1.00 t e m0.90 ( i s a 0.80 t n e m0.70 i d e s 0.60 l a b e 0.50 T
Th_1999 Th_2001 Th_2003
0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 0
5 00
1 0 00
1500
20 0 0
2 50 0
3 0 00
3 5 00
400 0
45 0 0
5 0 00
5500
6000
NODE
Gambar 13 : Akumulasi ketebalan sedimen Tahun 1999~Tahun 2003
Gambar 15 : Topografi dasar Waduk Waduk Selorejo Tahun 2001
Gambar 14 : Topografi dasar Waduk Selorejo Selorejo Tahun 1999
Gambar 16 : Topografi dasar Waduk Selorejo Selorejo Tahun 2003
2.4 Analisis Kapasitas Tampungan Efektif 2.4.1 Kurva Massa Ganda Untuk Untuk kepe keperl rluan uan desai desain n awal awal suatu suatu waduk waduk,, maka maka Kurv Kurva a Mass Massa a Ganda Ganda (Dia (Diagra gram m RIPP RIPPLE) LE) dapat dapat digun digunak akan an seba sebagai gai alat alat untuk untuk menentukan target manfaat dan kapasitas tampungan efektif yang diperlukan. Seperti Seperti telah telah dijelas dijelaskan kan bahwa bahwa waduk waduk pada prinsip prinsipnya nya berfungs berfungsii untu untuk k mena menamp mpun ung g air air pada pada saat saat musi musim m huja hujan n dan dan kemu kemudi dian an memanfaatkannya pada saat musim kemarau, seperti terlihat pada Grafik Inflow-ou Inflow-outflow tflow.. Dari gambar tersebut tersebut terlihat terlihat bahwa dengan target kebutuhan yang telah ditetapkan, maka potensi debit di sungai tidak akan mampu memenuhi terutama pada periode ke 13 hingga 36. Upaya untuk dapat memenuhi kebutuhan tersebut hanya dapat dilakukan dengan cara menampung air selama periode 1 hingga 13 (saat (saat kelebi kelebihan han air) dan memanfa memanfaatk atkanny annya a saat saat kekuran kekurangan gan air. air. Namun Namun untuk untuk menentu menentukan kan seberap seberapa a besar besar kapasit kapasitas as tampung tampungan an efektif efektif
(optimum (optimum)) yang yang
diperlu diperlukan kan,, maka maka dapat dapat didekat didekatii dengan dengan
mengguna menggunakan kan diagram diagram RIPPLE RIPPLE seperti seperti ditunju ditunjukka kkan n pada gambar gambar berikutnya. Analisis ini hanya didasarkan pada aspek potensi air, untuk untuk memutus memutuskan kan seberap seberapa a besar besar kapasi kapasitas tas tampung tampungan an efekti efektif f sesungguhnya maka perlu dilakukan pengecekan terhadap lengkung kapasitas waduk yang ada. Bila ternyata volume tampungan yang dihasilkan dari diagram RIPPLE lebih kecil dari potensi tampungan lapa lapang ngan an yang ang ada ada bera berart rtii hasi hasill anal analis isis is yang ang dipe dipero role leh h dapa dapatt digu diguna nak kan, an, namu namun n
bila bila sebal ebalik ikny nya a
maka maka vol volume ume
tampu ampung ngan an
maksimum yang digunakan sebagai batas untuk menentukan tingkat kebutuhan air yang dapat dipenuhi dari waduk. Grafik Inflow-outflow Waduk 30.00
Q_andalan
25.00
Q_kebutuhan
) k 20.00 i t e d / 3 m15.00 ( t i b e 10.00 D
Kelebihan air Kekurangan air
5.00
0.00 1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
33
35
Periode (10 harian) harian)
Kurva Massa Ganda (Diagram RIPLLE) Akumulasi Volume (m3)
D
Akumulasi Volume Debit Inflow
Volume Tampungan efektif
C
B
Kemiringan kebutuhan
A
α 3
α = kebutuhan (m /periode)
0~A ~B : Masa pengisian B~C~D : Masa pengosongan 0
t (periode)
CONTOH 2 : Diketahui : Debit Andalan 80 % (inflow) waduk diuraikan sebagai berikut : Bulan Periode
JH
Jan
15 16 15 14 15 16 15 15 15 16 15 15 15 16 15 16 15 15 15 16 15 15 15 16
Peb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
Q_Inflow (m3/det) 24.157 20.070 19.052 18.206 19.079 18.962 17.485 15.580 12.698 10.540 8.094 7.993 7.483 6.452 6.793 5.496 5.019 7.701 9.574 11.291 14.130 17.583 18.563 18.245
Tentukan : Volume olume tamp tampung ungan an efek efekti tiff yang yang diper diperlu luka kan, n, bila bila kebut kebutuha uhan n air air ditetapkan sebesar ; 10 m3/detik sepanjang waktu (konstan) !
Penyelesaian : Grafik Inflow Inflow - Outflow 30.00
25.00
) k 20.00 i t e d / 3 m15.00 ( t i b e D 10.00 5.00
0.00
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 15 16 17 17 18 19 20 21 22 23 23 24
Periode (1/2 bulanan)
Kurva Massa Ganda 1000 900 ) 800 m
3 6
0 1 x ( e m u l o V i s a l u m u k A
700 600
Volume Tampungan Efektif : + 40 x 10 6 m3
500 400 300 200 100 0 1
3
5
7
9
11 13 13 15 15 17 17 19 19 21 21 2 3 25 25 27 27 29 29 31 31 33 33 3 5 37 37 39 39 41 41 43 43 45 45 4 7
Periode (1/2 bulanan
LATIHAN 2 : 1.
Dengan Dengan mengguna menggunakan kan data data debit andala andalan n yang sama sama dengan dengan CONTOH CONTOH 2, hitung hitung volume volume tampung tampungan an efektif efektif yang yang diperlu diperlukan kan untuk memenuhi kebutuhan air konstan sebesar 12 m 3/detik ! 2.
Bila Bila volu volume me tampun tampunga gan n efek efekti tiff yang yang terse tersedi dia a di lapang lapangan an
(berdasarkan lengkung kapasitas waduk) sebesar 120 x 106 m3, hitun hitung g kebu kebutu tuhan han air air maks maksim imum um yang yang dapat dapat dipen dipenuhi uhi (angg (anggap ap kebutuhan air merata sepanjang waktu) !
2.4.2 Keseimbangan Air di Waduk Waduk Persamaan dasar keseimbangan air di waduk untuk simulasi ini diuraikan sebagai berikut : St = St-1 + It - Et - Qout - Qspiiloutt dengan ; St
= Tampungan waduk pada periode t
St-1
= Tampungan waduk pada periode t-1
Et
= Kehilangan air akibat evaporasi di waduk pada periode t
Qoutt
= Suplai untuk air untuk memenuhi kebutuhan periode t
Qspilloutt t
= Outflow melalui pelimpah banjir periode t
= Periode operasi waduk
hujan di waduk (Rt) Evaporasi (Et) MAW (t) Qinflow
MAW (t+1)
St Dasar sungai
tubuh bendungan
Qo_pelimpah
∆ht
St-1 Saluran pembawa
Qoutflow w
CONTOH 3 : Diketahui :
Lengkung kapasitas waduk : Elevasi (meter) 590 610 615 620 625
Volume (x 106 m3) 0.00 15.00 25.00 38.00 65.00
Luas Genangan (Km2) 0.00 1.60 3.00 3.80 4.00
Debit Inflow ke waduk ditunjukkan pada LATIHAN 2. 2.
Kebut ebutuh uhan an air air mener enerus us sepan epanjjang ang waktu aktu sebes ebesar ar 12
m3/detik
Volume tampungan Mati = 10 x 106 m3
Volume tampungan efektif = 55 x 106 m3
Pertanyaan :
Buat pola ola keseimbanga angan n air air di wadu aduk !, dan dan bagai gaimana ana keand keandal alan an
waduk waduk dalam dalam upaya upaya meme memenuh nuhii kebut kebutuha uhan n yang
ditetapkan ?
Bila Bila debi debitt ters terseb ebut ut digu diguna naka kan n untu untuk k memb memban angk gkit itka kan n PLTA PLTA,, ber berapa apa daya aya maks aksimum dan energi ergi tahuna hunan n yang dapat apat dihasilkan dalam setiap tahun?
Keterangan : P = .ε. 9,81.Q.Heff. ε dimana : P = Daya (kWatt) ε = efisiensi (0,70)
Q = Debit pembangkit (m3/det) Heff = Tinggi tekan efektif (m) Anggap nilainya = 0.85 Hbruto
TWL = + 585,00 m (Evaporasi dan faktor hujan diabaikan) Penyelesaian : Menc Mencari ari hubun hubungan gan Volum Volume e Tamp Tampung ungan an VS Elev Elevasi asi muka muka air
1.
wadu aduk
sepe eperti rti
dit ditunj unjukk ukkan
graf rafik
di
bawa awah
ini.
Denga engan n
menggunakan persamaan regresi yang sesuai diperoleh : EL (m) = 0,0003 x vol3 -0,0359 x vol2 + 1,7629 x vol + 590,12 Vol dalam satuan 106 m3. Grafik Hubungan Volume VS Ele 630.00 625.00 620.00 ) 615.00 m ( i 610.00 s a v e 605.00 l E
600.00 595.00 590.00 -
1 0 .0 0
2 0 .0 0
3 0 .0 0
4 0 .0 0
5 0 .0 0
3 y = 0.0003x - 0.0359x2 + 1.7629x + 590.
6 0 .0 0
7 0 .0 0 6
3
Volume (x 10m )
2
R = 0.9983
2. Dibuat tabel tabel perhitungan sebagai berikut : Tabel : Perhitungan Keseimbangan Air di Waduk Tampungan Waduk : - Tamp. Mati - Tamp. Efektif
=
10
=
Periode
65
x 106 m3
JH
Q_Inflow (m /det)
Jan
3
x 10 m
3
[1]
6
55
Jumlah Bulan
x 10 6 m3
LWL =
604.46
NW L =
635.42
Q_out 6
3
(x10 m ) [5]
3
6
3
Qin-Qout
S_eff
6
6
3
S_bruto 3
(m /det)
(x10 m )
(x10 m )
(x10 m )
[6]
[7]
[8]
[9]
[2]
[3]
[4]
1
15
24.157
31.307
12.00
15.552
15.755
2
16
20.07
27.745
12.00
16.589
11.156
6
EL. MAW 3
6
3
(x10 m ) (x10 m )
Q_Spill 6
(x10 m3)
(m3/det)
[12]
[13]
[10]
[11]
55.00
65.00
635.42
55.00
65.00
635.42
15.76
12.16
55.00
65.00
635.42
11.16
8.07
Peb Mar Apr Mei Jun Jul
1
15
19.052
24.691
12.00
15.552
9.139
55.00
65.00
635.42
9.14
7.05
2
14
18.206
22.022
12.00
14.515
7.507
55.00
65.00
635.42
7.51
6.21
1
15
19.079
24.726
12.00
15.552
9.174
55.00
65.00
635.42
9.17
7.08
2
16
18.962
26.213
12.00
16.589
9.624
55.00
65.00
635.42
9.62
6.96
1
15
17.485
22.661
12.00
15.552
7.109
55.00
65.00
635.42
7.11
5.49
2
15
15.58
20.192
12.00
15.552
4.640
55.00
65.00
635.42
4.64
3.58
1
15
12.698
16.457
12.00
15.552
0.905
55.00
65.00
635.42
0.90
0.70
2
16
10.54
14.570
12.00
16.589
-2.018
52.98
62.98
633.69
0.00
0.00
1
15
8.094
10.490
12.00
15.552
-5.062
47.92
57.92
630.08
0.00
0.00
2
15
7.993
10.359
12.00
15.552
-5.193
42.73
52.73
627.24
0.00
0.00
1
15
7.483
9.698
12.00
15.552
-5.854
36.87
46.87
624.77
0.00
0.00
2
16
6.452
8.919
12.00
16.589
-7.670
29.20
39.20
622.13
0.00
0.00
1
15
6.793
8.804
12.00
15.552
-6.748
22.45
32.45
619.78
0.00
0.00
2
16
5.496
7.598
12.00
16.589
-8.991
13.46
23.46
615.59
0.00
0.00
1
15
5.019
6.505
12.00
15.552
-9.047
4.42
14.42
608.97
0.00
0.00
2
15
7.701
9.980
12.00
15.552
-5.572
0.00
10.00
604.46
0.00
0.00
1
15
9.574
12.408
12.00
15.552
-3.144
0.00
10.00
604.46
0.00
0.00
2
16
11.291
15.609
12.00
16.589
-0.980
0.00
10.00
604.46
0.00
0.00
1
15
14.13
18.312
12.00
15.552
2.760
2.76
12.76
607.39
0.00
0.00
2
15
17.583
22.788
12.00
15.552
7.236
10.00
20.00
613.42
0.00
0.00
1
15
18.563
24.058
12.00
15.552
8.506
18.50
28.50
618.15
0.00
0.00
2
16
18.245
25.222
12.00
16.589
8.633
27.13
37.13
621.44
0.00
0.00
1
15
24.157
31.307
12.00
15.552
15.755
42.89
52.89
627.32
0.00
0.00
2
16
20.07
27.745
12.00
16.589
11.156
54.05
64.05
634.58
0.00
0.00
1
15
19.052
24.691
12.00
15.552
9.139
55.00
65.00
635.42
8.19
6.32
2
14
18.206
22.022
12.00
14.515
7.507
55.00
65.00
635.42
7.51
6.21
1
15
19.079
24.726
12.00
15.552
9.174
55.00
65.00
635.42
9.17
7.08
2
16
18.962
26.213
12.00
16.589
9.624
55.00
65.00
635.42
9.62
6.96
1
15
17.485
22.661
12.00
15.552
7.109
55.00
65.00
635.42
7.11
5.49
2
15
15.58
20.192
12.00
15.552
4.640
55.00
65.00
635.42
4.64
3.58
1
15
12.698
16.457
12.00
15.552
0.905
55.00
65.00
635.42
0.90
0.70
2
16
10.54
14.570
12.00
16.589
-2.018
52.98
62.98
633.69
0.00
0.00
1
15
8.094
10.490
12.00
15.552
-5.062
47.92
57.92
630.08
0.00
0.00
2
15
7.993
10.359
12.00
15.552
-5.193
42.73
52.73
627.24
0.00
0.00
1
15
7.483
9.698
12.00
15.552
-5.854
36.87
46.87
624.77
0.00
0.00
2
16
6.452
8.919
12.00
16.589
-7.670
29.20
39.20
622.13
0.00
0.00
Agt
1 2
15 16
6.793 5.496
Sep
1 2 1 2 1 2 1 2
15 15 15 16 15 15 15 16
5.019 7.701 9.574 11.291 14.13 17.583 18.563 18.245
8.804 7.598 6.505 9.980 12.408 15.609 18.312 22.788 24.058 25.222
12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00
15.552 16.589 15.552 15.552 15.552 16.589 15.552 15.552 15.552 16.589
-6.748 -8.991 -9.047 -5.572 -3.144 -0.980 2.760 7.236 8.506 8.633
22.45 13.46 4.42 0.00 0.00 0.00 2.76 10.00 18.50 27.13
32.45 23.46 14.42 10.00 10.00 10.00 12.76 20.00 28.50 37.13
619.78 615.59 608.97 604.46 604.46 604.46 607.39 613.42 618.15 621.44
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Agt Sep Okt Nop Des Jan Peb Mar Apr Mei Jun Jul
Okt Nop Des
3. Dari tabel tabel (butir (butir 2), maka maka dapat dibuat dibuat grafik grafik hubungan hubungan sebagai sebagai berikut :
G rafik : Ke seimbangan Air Air di W NWL 640.00 635.00 630.00 625.00
) 620.00 m ( W615.00 A M i 610.00 s a v 605.00 e l E 600.00 595.00
LWL
590.00 585.00 1
3
5
7
9
1 1 1 3 1 5 1 7 1 9 2 1 2 3 2 5 2 7 2 9 3 1 3 3 3 5 3 7 3 9 4 1 4 3 45 45 4 7 4 9
Pe riode (1/2 (1/2 bulan
Grafik : Debit Inflow - Outflow Waduk 30
Q_in 25
) 20 k i t e d / 3
Qo_release
m15 ( t i b e D 10
5
Q_spillout 0 1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
41
43
45
47
Periode (1/2 bulanan)
4. Dari tabel tabel (butir (butir 2), maka maka dapat dapat dikembang dikembangkan kan untuk untuk menghit menghitung ung daya dan energi sebagai berikut :
Tabel : Perhitungan Daya dan Energi Listrik Terbangkitkan
Bulan
Periode
JH (hari)
Q_release (m3/detik)
(m)
Hnetto
Daya
Energi
(m)
( m)
(kW )
(x106 kWh)
[6]
[7]
[8]
[9]
[2]
[3]
Jan
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
15 16 15 14 15 16 15 15 15 16 15 15 15 16 15 16 15 15
12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 0.00
635.42 635.42 635.42 635.42 635.42 635.42 635.42 635.42 635.42 633.69 630.08 627.24 624.77 622.13 619.78 615.59 608.97 604.46
50.42 50.42 50.42 50.42 50.42 50.42 50.42 50.42 50.42 48.69 45.08 42.24 39.77 37.13 34.78 30.59 23.97 19.46
42.856 42.856 42.856 42.856 42.856 42.856 42.856 42.856 42.856 41.391 38.321 35.905 33.806 31.562 29.560 26.006 20.376 16.540
Okt
1 2
15 16
0.00 0.00
604.46 604.46
19.46 19.46
16.540 16.540
Nop
1 2
15 15
12.00 12.00
607.39 613.42
22.39 28.42
19.034 24.153
1,568.50 1,990.30
2,032.77 2,579.43
Des
1 2
15 16
12.00 12.00
618.15 621.44
33.15 36.44
28.176 30.975
2,321.82 2,552.50
3,009.08 3,528.57
Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep
Jumlah Min
[5]
Hbruto
[1]
Peb
[4]
EL. MAW
3,531.48 3,531.48 3,531.48 3,531.48 3,531.48 3,531.48 3,531.48 3,531.48 3,531.48 3,410.75 3,157.83 2,958.76 2,785.78 2,600.86 2,435.83 2,142.96 1,679.08 -
-
4,576.80 4,881.92 4,576.80 4,271.68 4,576.80 4,881.92 4,576.80 4,576.80 4,576.80 4,715.02 4,092.55 3,834.55 3,610.37 3,595.43 3,156.84 2,962.43 2,176.09 -
80,789.48 -
Max
3,531.48
4,881.92
Rerata keterangan :
2,557.85
3,366.23
TWL
=
585
m
Grafik Fluktuasi Daya dan Energi Terbangkitkan 6,000.00
5,000.00
Energi (x 10 6 kWh)
4,000.00
i g r e n e 3,000.00 / a y a d
Daya (kWh)
2,000.00
1,000.00
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0 11 11 1 2 13 13 14 14 1 5 16 16 17 17 1 8 1 9 2 0 2 1 22 22 23 23 2 4
Periode (1/2 bulanan)
LATIHAN ATI HAN 3 : Dengan mengacu pada cara perhitungan CONTOH 3, buat analisis seru erupa untuk ntuk menent nentu ukan ene energi rgi listrik tahunan unan yang dapa dapatt dihas dihasil ilka kan n oleh oleh waduk waduk bila bila kebut kebutuh uhan an air air untuk untuk PLTA PLTA diteta ditetapk pkan an sebesar 11 m3/detik. Beri penjelasan dari hasil yang telah diperoleh.
2.4.3. Tampungan Banjir (Flood Storage) Tampungan banjir merupakan bagian dari waduk yang dapat berfungsi berfungsi untuk mereduksi debit banjir banjir yang terjadi. Dalam struktur struktur waduk tampungan banjir ini terletak paling atas dan dibatasi oleh muka air normal (normal water level) dengan muka air tinggi (high water water level) level)..
Dala Dalam m peran peranca cang ngan an suatu suatu bendun bendungan gan,, besarn besarny ya
tampungan banjir ini akan sangat dipengaruhi oleh dimensi pelimpah banjir (spill way) dari waduk untuk pembuangan kelebihan airnya saat musim musim banjir, banjir,
sehing sehingga ga secara secara teknis ketin ketinggia ggianny nnya a harus
dite ditent ntuk ukan an seca secara ra bers bersam amaa-sa sama ma deng dengan an pene penent ntua uan n
dime dimens nsii
pelimpah banjir. Pene Penent ntua uan n besa besarny rnya a tamp tampun unga gan n banj banjir ir
ini ini (men (meny yangk angkut ut
volum volume e dan ting tinggi giny nya) a) bias biasa a dika dikait itka kan n dengan dengan aspek aspek ekon ekonom omi, i, disam disampin ping g keam keamana anan n kons konstr truk uksi si.. Seca Secara ra teknis teknis penet penetapa apanny nnya a dilak dilakuk ukan an mela melalui lui tekn teknik ik optim optimas asii denga dengan n fungs fungsii sasa sasaran ran biay biaya konstruksi pelimpah dan tubuh bendungan yang minimum. Bangunan pelimpah yang sesuai untuk waduk yang berfungsi sebagai penyedia air adalah berupa ambang overflow/freefl overflow/freeflow ow atau pelimpah bebas. Kelebihan mendasar dari tipe pelimpah tersebut adalah adalah murahny murahnya a biaya biaya konstr konstruks uksi, i, mudahny mudahnya a biaya biaya operasi operasional onal serta ringannya biaya pemeliharaan pemeliharaan karena tidak dilengkapi sarana mekanis. A. Lebar Pelimpah Optimum Kons Konsep ep optim optimas asii untuk untuk penent penentuan uan lebar lebar pelim pelimpah pah dan tingg tinggii tampungan banjir optimum ditunjukkan pada gambar berikut :
Cost Bang. Pelimpah + Cost Tubuh Bendungan
Juta Rp
Cost Bang. Pelimpah
Cost min Cost Tubuh Bendungan
0
B1
B2
Bopt
B3
B4 ……..
Lebar Pelimpah Pelimpah (m)
Dengan mengikuti mengikuti konsep tersebut, tersebut, maka alur analisis analisis untuk menen menentu tuka kan n dimens dimensii pelim pelimpah pah dan dan tingg tinggii tamp tampung ungan an banji banjir r optimum dapat diuraikan sebagai berikut. 1.
Tentukan dimensi lebar pelimpah tertentu (mulai dari B1)
1.
Lakukan analisis penelusuran banjir (flood banjir (flood routing) pada
waduk melalui pelimpah tersebut dengan data inflow berupa debit banjir rancangan kala ulang 1000 Tahun (sesuai kriteria perencanaan bendungan). bendungan). Dari Dari anali analisi sis s ini ini akan akan dipe diperol roleh eh tinggi tampungan banjir (htb) 1.
Hitung tinggi bendungan yang diperlukan sesuai dimensi
pelimpah tersebut, H = htm + hte + htb + w dimana w adalah tinggi jagaan (free board), board), dalam tahap ini nilainya dapat diperkirakan terlebih dahulu. 2.
Perkirakan biaya konstruksi pelimpah berdasarkan lebar
yang diasumsikan
1.
Perkirakan biaya konstruksi tubuh bendungan
1.
Perkirakan bi biaya to totalnya
1.
Plot Plot hasil hasil perhitu perhitungan ngan tersebut tersebut pada grafik grafik hubunga hubungan n
antara lebar pelimpah dan biaya biaya konstruksi, konstruksi, seperti seperti gambar di atas. 8. Ulangi butir 1 dengan masukan data lebar pelimpah yang lain (B2) 9.
Hentikan pe perhitungan bi bila da data su sudah di dianggap cukup
10.
Deng Dengan an cara cara graf grafis is maka maka dapat dapat ditent ditentuk ukan an leba lebarr pelim pelimpah pah optimum
Analisis dengan pertimbangan ekonomis bukan satu-satunya cara
untuk
menetapkan
lebar
pelimpah
pere perenc ncan anaa aan n
bend bendun unga gan, n,
pert pertim imba bang ngan an
lain lain
dalam
suatu
meny menyan angk gkut ut
keamanan konstruksi konstruksi dan pertimbangan pertimbangan resiko akibat kerusakan kerusakan yang yang mungkin mungkin terjadi terjadi seringk seringkali ali menjadi menjadi pertimb pertimbanga angan n utama. utama. Lebar pelimpah yang ideal biasanya berkisar pada lebar efektif palung sungai dimana site bendungan ditetapkan. B. Penelusuran Banjir Melalui Waduk Pada Pada prins prinsip ipny nya a penel penelus usur uran an banj banjir ir pada pada waduk waduk didas didasar arka kan n pada persamaan kontinuitas sebagai berikut : dS/dt = I - O Bila dinyatakan dalam finite interval waktu : S t −1
I + I + − S = 2
atau,
t
t
t 1
.∆t − O − O − 2 t
t 1
.∆t
I t + I t + + S t − Ot = S t + + Ot + t t 2 ∆ 2 ∆ 2 1
1
1
Jika,
S 1
∆t
−
Q1 2
= ψ
1
dan,
S 2
∆t
+
Q2 2
= ϕ
1
Maka persamaan tersebut dapat diubah menjadi ;
I + I +ψ =ϕ 2 1
2
1
2
dengan, It
= Aliran masuk waduk pada permulaan waktu ∆t
It+1
= Aliran masuk waduk pada akhir waktu ∆t
Ot
= Aliran keluar dari waduk pada permulaan waktu ∆t
Ot+1
= Aliran keluar dari waduk pada akhir waktu ∆t
St+1
= Tampungan waduk pada akhir waktu ∆t
Persam Persamaan aan di atas dikemba dikembangka ngkan n oleh L.G. L.G. Puls Puls dari dari US Army Corps of Engineers. Engineers . Pers Persam amaan aan Outfl Outflow ow mela melalu luii pelim pelimpah pah bebas bebas,, diru dirumu musk skan an sebagai beri-kut : Q = C * B * H 3/2 dengan, C
= Koefisien limpahan (1,7 ~ 2,2 m1/2/det)
B
= Lebar efektif pelimpah = L’ - 2*(n*Kp + Ka)*H
L’
= Le Lebar ko kotor me mercu pe pelimpah
n
= Jumlah pilar
Kp
= Koe Koefi fisi sien en kont kontra raks ksii pad pada a pil pilar ar
Ka
= Koef Koefis isie ien n kont kontra raks ksii pada pada din dindi ding ng sam sampi ping ng
H
= Ti Tinggi ggi ene energ rgii di ata atas amba ambang ng pel pelimpah pah = h +αv2/2g
h
= Tinggi air di atas pelimpah (m)
α
= koefisien pembagian kecepatan aliran
v
= Kece Kecepat patan an alir aliran an rerata rerata di muka muka amban ambang g pelim pelimpah pah (m/det) = Percepatan grafitasi = 9,81 m/det2
g
CONTOH 4 : Dike Diketa tahui hui data data renc rencana ana dari dari anal analis isis is sebel sebelum umny nya a sebag sebagai ai berikut :
t
Bangunan pelimpah tipe bebas (over flow) tidak berpilar Lebar rencana pelimpah (B) = 32 m NWL = 272,70 m C dianggap tetap = 2 m1/2/detik Lengkung kapasitas waduk memiliki memiliki persamaan ; S = 2.8107. EL - 766.53 ; dimana, 6 3 S = tampungan waduk (x 10 m ) EL = Elevasi muka air waduk (m) Debit inflow Q1000Th diuraikan sebagai berikut : Q 3
t
Q 3
t
Q 3
(jam) 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
(m /det) 6.00 7.00 11.00 25.00 77.00 182.00 299.00
(jam) 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00 8.50 9.00
(m /det) 313.00 261.00 215.00 181.00 155.00 132.00 114.00
(jam) 12.00 12.50 13.00 13.50 14.00 14.50 15.00
(m /det) 51.00 44.00 38.00 33.00 28.00 24.00 20.00
3.50 4.00
420.00 441.00
9.50 10.00
99.00 87.00
15.50 16.00
16.00 13.00
4.50 5.00
432.00 402.00
10.50 11.00
76.00 68.00
16.50 17.00
10.00 7.00
5.50
362.00
11.50
59.00
Tentukan :
HWL/FWL
Seberapa besar waduk dapat mereduksi banjir ?
Penyelesaian : PENELUSURAN BANJIR DI WADUK MELALUI PELIMPAH BEBAS (OVER FLOW) Data teknis pelimpah : Overflow (aliran Tipe = bebas) 32 meter (tanpa Lebar = pilar) Asumsi :
EL. 272.70 m
- Koefisien debit (C) pelimpah dianggap konstan
- Pada saat permulaan banjir (t=0) elevasi air waduk setinggi ambang bangunan pelimpah Tabel :
Hubungan Hubungan elevasi - tampungan - debit (H - S - Q)
Elevasi
H
S
S/∆t
Q
ϕ
ψ
[m]
[m]
[10 6 m3]
[ m3/det]
[ m3/det]
[ m3/det]
[ m 3/det]
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
272.70
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
272.90
0.20
0.5262
292.33
5.72
295.20
289.47
273.10
0.40
1.0663
592.39
16.19
600.48
584.29
273.30
0.60
1.6203
900.17
29.74
915.04
885.29
273.50
0.80
2.1743
1207.94
45.79
1230.84
1185.05
273.70
1.00
2.7283
1515.72
64.00
1547.72
1483.72
273.90
1.20
3.2823
1823.50
84.13
1865.57
1781.43
274.10
1.40
3.8437
2135.39
106.02
2188.40
2082.38
274.30
1.60
4.4125
2451.39
129.53
2516.15
2386.63
274.50
1.80
4.9813
2767.39
154.56
2844.67
2690.11
274.70
2.00
5.5501
3083.39
181.02
3173.90
2992.88
274.90
2.20
6.1189
3399.39
208.84
3503.81
3294.97
275.10
2.40
6.7083
3726.83
237.96
3845.81
3607.86
275.30
2.60
7.3183
4065.72
268.31
4199.88
3931.57
Keterangan : = C.B.H3/2
Q t
Tabel Tabel :
= 2 x 32 x H 3/2 = 0.5 jam =
=
64.00 1,800
x H3/2 detik de
Pene Penelu lusur suran an banj banjir ir lewa lewatt wad waduk uk deng dengan an bang bangun unan an pel pelim impa pah h ( t = 0.5 jam)
t
I
(I1 + I2)/2
[jam]
[ m3/det]
[ m3/det]
[ m3/det]
[1]
[2]
[3]
[4]
0.0
6.0
ψ
1
H
Q
EL. MAW
[ m3/det]
[m]
[ m 3/det]
[m]
[5]
[6]
[7]
[8]
ϕ
2
0.206
6.00
272.906
0.5
7.0
6.50
292.54
299.04
0.209
6.10
272.909
1.0
11.0
9.00
295.93
304.93
0.212
6.25
272.912
1.5
25.0
18.00
301.27
319.27
0.221
6.64
272.921
2.0
77.0
51.00
314.25
365.25
0.248
7.92
272.948
2.5
182.0
129.50
355.88
485.38
0.320
11.61
273.020
3.0
299.0
240.50
464.63
705.13
0.452
19.47
273.152
3.5
420.0
359.50
663.56
1023.06
0.643
33.00
273.343
4.0
441.0
430.50
951.38
1381.88
0.858
50.89
273.558
4.5
432.0
436.50
1276.21
1712.71
1.057
69.53
273.757
5.0
402.0
417.00
1575.70
1992.70
1.225
86.75
273.925
5.5
362.0
382.00
1829.17
2211.17
1.356
101.05
274.056
6.0
313.0
337.50
2026.95
2364.45
1.448
111.50
274.148
6.5
261.0
287.00
2165.71
2452.71
1.501
117.67
274.201
7.0
215.0
238.00
2245.62
2483.62
1.519
119.86
274.219
7.5
181.0
198.00
2273.59
2471.59
1.512
119.01
274.212
8.0
155.0
168.00
2262.70
2430.70
1.488
116.12
274.188
8.5
132.0
143.50
2225.69
2369.19
1.451
111.83
274.151
9.0
114.0
123.00
2170.00
2293.00
1.405
106.58
274.105
9.5
99.0
106.50
2101.03
2207.53
1.354
100.80
274.054
10.0
87.0
93.00
2023.65
2116.65
1.299
94.77
273.999
10.5
76.0
81.50
1941.39
2022.89
1.243
88.69
273.943
11.0
68.0
72.00
1856.50
1928.50
1.186
82.69
273.886
11.5
59.0
63.50
1771.06
1834.56
1.130
76.87
273.830
12.0
51.0
55.00
1686.01
1741.01
1.074
71.21
273.774
12.5
44.0
47.50
1601.32
1648.82
1.018
65.78
273.718
13.0
38.0
41.00
1517.87
1558.87
0.965
60.62
273.665
13.5
33.0
35.50
1436.43
1471.93
0.912
55.77
273.612
14.0
28.0
30.50
1357.73
1388.23
0.862
51.23
273.562
14.5
24.0
26.00
1281.96
1307.96
0.814
47.00
273.514
15.0
20.0
22.00
1209.29
1231.29
0.768
43.07
273.468
15.5
16.0
18.00
1139.89
1157.89
0.724
39.42
273.424
16.0
13.0
14.50
1073.43
1087.93
0.682
36.04
273.382
16.5
10.0
11.50
1010.11
1021.61
0.642
32.93
273.342
17.0
7.0
8.50
950.06
958.56
0.604
30.07
273.304
Maksimum
441.0
1.519
119.86
274.22
Jadi ;
HWL waduk diperoleh pada + 274,22 meter
Debit banjir tereduksi sebesar 390,10 m3/detik
Debit banjir tereduksi
Debit Inflow
volume banjir tereduksi
Debit Outflow
B III. DIMENSI TUBUH BENDUNGAN TIPE URUGAN
Fluktuasi MA 274.40 274.20 274.00 ) 273.80 m ( W A273.60 M . L 273.40 E
273.20 273.00 272.80 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 18.0
t (jam)
