PERHITUNGAN MODULUS DRAINASE Debit Pembuang Untuk Padi Sawah
Menurut standar perencanaan irigasi, irigasi, jika tanaman tergenang dalam lebih dari 20 cm, selama jangka waktu lebih dari tiga hari, maka hampir dapat dipastikan bahwa tidak akan ada panen. Untuk itu debit pembuangan didasarkan atas umpasan pembuang yang dihitung menurut rumus berikut ;
q = R 3 - St - 3 (Etp + I) 3 hari
Dimana ; = Debit (m3/det)
q
R 3 = Curah hujan dalam mm, selama n hari berturut dengan periode ulang t tahun
St
= Tampungan tambahan , mm. Tampungan tambahan tambahan di sawah 150 mm, lapisan air maksimum, tampungan tambahan St pada akhir hari-hari berurutan n diambil maksimum 50 mm
Etp = Evapotranspirasi (mm/hari)
I
= Pemberian air irigasi (2 mm)
ANALISA PERHITUNGAN :
Diketahui ; R 3
=
175 mm
St
=
50 mm
I
=
2 mm
Etp
=
4,28 mm/ hari
Q
=
R 3
St 3( ETp I ) 3hari
= =
175 50 3(4,28 2) 3.24.60.60 4,0956 liter/detik /hari
PERENCANAAN PINTU BILAS
Pintu bilas pada suatu bendung berfungsi untuk membilas sedimen yang tertimbun di depan bendung. Dengan membuka pintu pembilas, maka sedimen yang ada dapat digelontor. Pada bendung biasa / sederhana pintu bilas ini merupakan pintu sorong biasa yang diletakkan berdampingan dengan mercu bendung. Namun pada bendung yang diletakkan pada sungai yang banyak membawa sedimen, pintu bilas tersebut perlu dilengkapi bilas bawah. Disebabkan oleh keadaan sungai di Indonesia banyak mengandung sedimen dan material hanyutan maka perencanaan pintu bilas atau penguras juga memperhatikan tekanan akibat lumpur, material hanyutan yang ada disebelah hilir pintu bilas, disamping memperhatikan tekanan akibat air. Pada saat banjir, pintu bilas ditutup dan banjir lewat diatasnya, oleh karenanya tinggi pintu bilas penguras haru direncanakan setinggi bendung / mercu bendung dan tekanan oleh air yang diperhitungkan adalah gaya – gaya yang ditimbulkan air setinggi air banjir tadi. Daun pintu terbuat dari gabungan balok – balok kayu yang tahan terhadap pengaruh air serta tekanan air dan tanah terhadap pengaruh material hanyutan. Tekanan paling besar diderita oleh balok paling bawah. Perletakkannya dianggap bebas dan tekanan dianggap sebagi tekanan / beban terbagi rata. Untuk penjelasan berikutnya dapat dilihat pada Diktat Irigasi dan Bangunan Air II oleh Ir.Priyambodo pada Bab V “ Perencanaan Pembilas dan Pembilas Bawah ”.
Perhitungan Pintu Pembilas Gambar
+ 59,47
q +53,67 Data :
Pa
Lebar pintu pembilas = 2,00 meter +49,25
PL
b
Tinggi pintu pembilas = 4,50 m , sesuai dengan tinggi mercu bendung ( P = 4,42 m 4,50 m) Direncanakan menggunakan pintu ganda ( 2 pintu) dimana pembilas atas setinggi 3,5 m dan pembilas bawah setinggi 1 m.
Lebar pintu pembilas = 2 x 2 meter
2m
Tekanan Yang Bekerj a Pada Pintu Pembilas Atas Tekanan Akibat Air Diketahui : w = 1 t/m2 h1 = Muka air banjir – Dasar sungai di hilir = P1 = w . h1
59,47 – 48,387 = 11,083 meter h1 = hd = 5,80 meter
= 1 . 5,80 = 5,80 t/m2
P2 = w . h2 = 1 . (5,80 + 3,50) = 9,30 t/m2
P3 = w . h3 = 1 . (5,80 + 3,50 + 1) = 10,30 t/m2
Tekanan Akibat Lumpur Diketahui : lumpur = 1,75 t/m2
= 200
= 0,2 t/m2
C
Maka ; Ka
PL1
PL2
1 sin 1 sin
1 sin 20 0 1 sin 20 0
( l
(1,75 - 1).3,50.0, 4903 - 2.0,2. 0,4903
1,0070 t/m 2
w ).ha. Ka 2.c.
0,4903
Ka
( l
(1,75 1).(3,50 1).0,4903 2.0,2. 0,4903
w ).(ha hb). Ka 2.c.
1,3747 t/m 2
Perhitungan Untuk Pembilas Atas
Ka
Akibat Tekanan Air A1 A2
P 1 .ha
5,80.3,50
1 / 2.( P 2
P 1 ).ha
20,3 t / m 2
1 / 2.(9,30 5,80).3,50
6,125 t/m 2
Akibat Tekanan Lumpur
A3
1 / 2. PL1 .ha
1 / 2.1,0070.3,50
1,762 t/m
2
Tekanan Total Akibat Pintu Pembilas Atas P total
A1
A2
A3
20,3 6,125 1,762
28,187 t/m
2
Menghitung Muatan Terbagi Rata q
q
Pt . B
, Dimana :
L
B
=
Lebar papan ( b = 20 cm = 0,2 m )
L
=
Lebar pintu pembilas (L = 2,0 m )
Pt . B
L 28,187.0,2
2 2,8187 t/m 2
2.818,7 kg / m'
28,187 kg/cm'
Menghitung Besarnya Momen Maximum M max
1 / 8.q.L2
1/8x2.818, 7x2 2 1.409,35 kg.m
140.935 kg.cm
Balok pintu atas direncanakan dari kayu jati, dengan data sebagai berikut :
Tekanan ijin lentur kayu (lt)
=
150 kg/cm2
Tekanan ijin tekan / tarik ((tr)
=
130 kg/cm2
Tekanan tanah (w)
=
1,0
Modulus Elastisitas
=
125.000 kg/cm2
Mendimensi Balok w
1 / 6.b.h
2
M max
h
2
lt
h
2
lt
h
lt
.b
6. M max
6. M max
.b
6 x140.935 150 x 20 281,870 281,870
16,789 17 cm
Jadi dimensi balok yang digunakan = 17 cm Kontrol Lendutan I
b.h
3
12
20 x17
3
12
8.188,333 cm
4
Lendutan Yang Terjadi
f
5
384 5
x
q. L4 E . I
x
28,187 x 200
4
384 125.000 x8.188,333 0,5737
Lendutan Yang Diijinkan f '
L
400
200
400
0,5
Ternyata f’ f , sehingga dimensi hasil perhitungan tidak memenuhi syarat,untuk 20 x 17 cm. Maka nilai h diperbesar menjadi h = 25 cm dan didapat I = 26.041,667 cm4, f = 0,1804 > f ….OK
f’
Kontrol Terhadap Geser Q
1 / 2.q. L
1/2x28,187 x200
2.818,700 kg
3.Q 2.b.h
2.819 kg
3 x 2.819 2 x 20 x 25
8,4570
9 kg/cm 2
Tegangan geser ijin ( ) = 15 kg/cm2 Syarat
= 9 15 ……………..OK !!!!! “ Konstruksi Aman Terhadap Geser ”
Penetapan Rangka Pintu Pembilas
Balok yang digunakan
:
20 x 25 ( cm2 )
Panjang balok ( L )
:
(lebar pintu + 0,2) = 2,00 + 0,02 = 2,20 ( Pb )
Berat jenis kayu jati
:
0,7 t/m3 ( Bj )
Tinggi pintu
:
3,50 m ( hp )
Maka berat pintu sebenarnya adalah : P
=
Bj x b x hp x Pb
=
0,7 x 0,2 x 3,50 x 2,20
=
1,078 ton
Digunakan jenis baja dengan mutu U, dengan a = 1.400 kg/cm2. Untuk rangka pintu pembilas digunakan baja profil tanah, maka: M =
W
¼xPxL
=
¼ x 1,078 x 2,20
=
0,593 t.m
=
59.300 kg.cm
59.300
M
a
1.400
42,357 cm
3
Dicoba menggunakan Canal C12 dimana Wx W = 60,7 42,357 , dari tabel profil baja di dapat data sebagai berikut : h
=
120
mm
b
=
55
mm
d
=
7
mm
t = r=
9
mm
r 1 =
4,5
mm
Kontrol :
M
Wx
59.300
60,7
976,936 kg / cm'
Syarat : a = 976,936 1.400 Catatan : Untuk pintu pembilas bawah, lakukan perhitungan dengan cara yang sama (lihat halaman selanjutnya)
Tekanan Yang Bekerja Pada Pintu Pembilas Bawah Tekanan Akibat Air Data – data yang didapat : w
=
1 t/m2
P1
=
5,80 t/m2
P2
=
9,30 t/m2
P3
=
10,30 t/m2
Tekanan Akibat Lumpur Diketahui : lumpur = 1,75 t/m2
= 200
C
= 0,2 t/m2
Maka ; Ka
PL1
1 sin 1 sin
1 sin 20 0 1 sin 20 0
0,4903
( l
(1,75 - 1).3,50.0, 4903 - 2.0,2. 0,4903
1,0070 t/m 2
w ).ha. Ka 2.c.
Ka
( l
(1,75 1).(3,50 1).0,4903 2.0,2. 0,4903
PL2
w ).(ha hb). Ka 2.c.
Ka
1,3747 t/m 2
Perhitungan Untuk Pembilas Bawah
Akibat Tekanan Air
A1 A2
P 2 .hb
9,30.1 9,30 t / m 2
1 / 2.( P 3 P 2 ).hb 1 / 2.(10,30 9,30).1
Akibat Tekanan Lumpur A3
1 / 2. PL2 .hb
1 / 2.1,3747.1
0,6874 t/m
2
0,50 t/m 2
Tekanan Total Akibat Pintu Pembilas Bawah P total A1
A2
A3
9,30 0,50 0,6874
10,4874 t/m 2
Menghitung Muatan Terbagi Rata q
q
Pt . B
, Dimana :
L
B
=
Lebar papan ( b = 20 cm = 0,2 m )
L
=
Lebar pintu pembilas (L = 2,0 m )
Pt . B
L 10,4874x0,2
2 1,0487 t/m 2
1.048,7 kg / m' 10,487 kg/cm'
Menghitung Besarnya Momen Maximum M max
1 / 8.q.L2
1/8x1.048, 7x2 2
524,35 kg.m
52.435 kg.cm
Balok pintu atas direncanakan dari kayu jati, dengan data sebagai berikut :
Tekanan ijin lentur kayu (lt)
=
150 kg/cm2
Tekanan ijin tekan / tarik ((tr)
=
130 kg/cm2
Tekanan tanah (w)
=
1,0
Modulus Elastisitas
=
125.000 kg/cm2
Mendimensi Balok w
1 / 6.b.h
2
M max
h
2
lt
h
2
lt
h
lt
.b
6. M max
6. M max
.b
6 x52.435 150 x 20 104,870 104,870
10,2406 11 cm
Jadi dimensi balok yang digunakan = 11cm
Kontrol Lendutan I
b.h
3
3
20 x11
12
12
2.218,333 cm
4
Lendutan Yang Terjadi
f
5
384
x
5
q. L4 E . I
x
10,487 x 200
4
384 125.000 x2.218,333 0,7879
Lendutan Yang Diijinkan f '
L
400
200
400
0,5
Ternyata f’ f , sehingga dimensi hasil perhitungan tidak memenuhi syarat,untuk 20 x 11 cm. Maka nilai h diperbesar menjadi h = 15 cm dan didapat I = 5.625 cm4, f = 0,3107 f ….OK
f’ >
Kontrol Terhadap Geser Q
1 / 2.q. L
1/2x10,487 x200
1.048,700 kg 1.049 kg
3.Q 2.b.h
3 x1.049 2 x 20 x15
5,2450
6 kg/cm 2
Tegangan geser ijin ( ) = 15 kg/cm2 Syarat
= 6 15 ……………..OK !!!!! “ Konstruksi Aman Terhadap Geser ”
Penetapan Rangka Pintu Pembilas
Balok yang digunakan
:
20 x 15 ( cm2 )
Panjang balok ( L )
:
(lebar pintu + 0,2) = 2,00 + 0,2 = 2,20 m( Pb )
Berat jenis kayu jati
:
0,7 t/m3 ( Bj )
Tinggi pintu
:
1 m ( hp )
Maka berat pintu sebenarnya adalah : P
=
Bj x b x hp x Pb
=
0,7 x 0,2 x 1 x 2,20
=
0,308 ton
Digunakan jenis baja dengan mutu U, dengan a = 1.400 kg/cm2. Untuk rangka pintu pembilas digunakan baja profil tanah, maka: M =
W
¼xPxL
=
¼ x 0,308 x 2,20
=
0,1694 t.m
=
16.940 kg.cm
16.940
M
a
1.400
12,1 cm
3
Dicoba menggunakan Canal C6 1/2 dimana Wx W = 17,7 12,1 ; dari tabel profil baja di dapat data sebagai berikut : h
=
65
mm
b
=
42
mm
d
=
5,5
mm
t = r=
7,5
mm
r 1
4
mm
=
Kontrol :
M
Wx
16.940
17,7
957,0621 kg / cm'
Syarat : a = 957,0621 1.400
PERENCANAAN MERCU OGEE ( Type Ogee )
Bendung dengan type mercu Ogee, adalah bendung dengan bentuk mercu yang mengikuti bentuk kelopak bawah aliran melalui ambang tajam. Bentuk mercu tersebut didisain pada kondisi terjadi debit banjir rencana, sehingga pada waktu terjadi banjir tersebut tidak terjadi tekanan negatif pada mercu bendung. Tapi pada debit yang lebih kecil, mercu akan mengalami tekanan dari aliran air berupa tekanan positif atau tekanan ke bawah. Untuk merencanakan permukaan mercu Ogee bagian hulu, U.S.Army Corps of Engineer telah mengembangkan persamaan berikut :
Y / Hd = 1 / K {X / Hd} n
Dimana X dan Y merupakan koordinat – koordinat permukaan hilir, sedangkan Hd adalah tinggi muka air diatas mercu ( tidak termasuk V2 / 2g ). K dan n adalah parameter – parameter yang besarnya tergantung pada kondisi permukaan hulu. Besarnya harga – harga K adalah seperti pada daftar berikut ini :
Kemiringan Permukaan Hulu
K
n
Vertikal 3 : 1 3 : 2 1 : 1
2,000 1,936 1,939 1,873
1,850 1,836 1,810 1,776
Namun antara permukaan hulu dengan lengkung mercu menurut rumus tersebut, masih ada lengkung peralihan berupa lengkung dengan satu atau dua jari – jari. Ketentuan jari – jari tersebut menurut U.S army Corps of Engineer dan dengan menggunakan harga – harga K dan n dari daftar tersebut didapat bentuk mercu Ogee. Perlu diperhatikan bahwa bentuk mercu Ogee ini tergantung pada kemiringan permukaan hulunya, sehingga pada kondisi sungai yang banyak membawa endapan bentuk ini tidak dapat digunakan karena bentuk permukaan hulunya akan selalu berubah tergantung pada
banyaknya endapan dibagian hulunya. Kalau dihulu bendung dipenuhi oleh endapan, maka kemiringan permukaan hulunya adalah horisontal, dan kondisi ini tidak tercakup dalam daftar diatas. Karenanya, sebaiknya bentuk mercu ini hanya pada waduk atau sungai yang tidak mengandung endapan.
Besarnya Debit Yang Dapat Dialirkan
Besarnya debit yang dapat dialirkan oleh mercu Ogee ini dapat dihitung menurut rumus sebagai berikut : Q = Cd . 2/3 . (2/3.g)0,5 .b . H1,5
Dimana : Q
=
Debit, m3 /detik
Cd =
Koeffisien debit (= Co . C1 . C2)
g
=
Percepatan grafitasi (9,81 m/detik 2)
b
=
Lebar mercu, m
H1 =
Tinggi energi diatas ambang, m
Besarnya Co menurut Direktorat Irigasi adalah konstan yaitu 1,50. Sedangkan nilai C1 merupakan faktor koreksi yang besarnya tergantung dari besarnya p/HA dan H1/Hd. Besarnya nilai C1 dapat diambil dari grafik IV.18 ,begitu juga besarnya koeffisien C2 dapat diambil dari grafik IV.18. Untuk aliran yang tenggelam, maka besarnya debit yang dihitung berdasarkan rumus diatas harus dikalikan dengan faktor f yang besarnya tergantung pada besarnya H2/H1 dan p2/H1, diambil dari grafik IV.19.
Pengaruh Pilar dan Abutmen
Adanya pilar dan abutmen (pangkal bendung) menyebabkan timbulnya kontraksi pada limpasan air yang melewati mercu, sehingga lebar efektif bendung akan lebih kecil daripada panjang bersih bendung. Besarnya lebar efektif tersebut dapat dihitung dengan persamaan :
Beff
= B’ – 2
( N . Kp + Ka ) . He
Dimana : Beff =
Lebar efektif bendung
B’
=
Lebar bersih bendung =
N
=
Jumlah pilar
Kp
=
Koeffisien kontraksi pada pilar
Ka
=
Koeffisien kontraksi pada abutmen
He
=
Tinggi energi diatas mercu, termasuk tinggi kecepatan.
Bm
+
Bp
Harga Kp ini dipengaruhi oleh bentuk dan lokasi pilar disebelah udik, ketebalan pilar, hubungan tinggi energi dengan tinggi energi rencana (design head), maupun kecepatan alirannya. Sedangkan harga Ka dipengaruhi dari bentuk abutmen, sudut yang dibentuk tembok sayap disebelah udik dengan arah aliran, hubungan tinggi energi dengan tinggi energi rencana, dan kecepatan hampiran.
Untuk kondisi Ho (design head), besarnya Kp dan Ka ini dapat diambil sebagai berikut :
-
-
Keadaan Pilar
Nilai Kp
Untuk pilar dengan ujung udik persegi dengan sudut – sudut dibulatkan dengan radius sampai dengan kira – kira 0,1 tebal pilar. Untuk pilar dengan ujung udik bulat. Untuk pilar dengan ujung runcing.
0,02
Keadaan Abutmen
Nilai Ka
Untuk pangkal bendung persegi dengan sisinya/sayap udiknya tegak lurus aliran. - Untuk pangkal bendung bulat dengan sayap udik tegak lurus aliran dengan 0,5 . Ho r 0,15 . Ho - Untuk pangkal bendung bulat dengan r 0,5 . Ho dan tembok sayap udik letaknya tidak lebih dari 45 bersudut arah aliran Keterangan : r = radius pembulatan abutmen
0,01 0,00
-
Penentuan Lebar Mercu
0,20 0,10 0,00
Dalam perencanaan bendung, umumnya yang diketahui terlebih dahulu adalah besarnya debit banjir, penampang sungai serta peta situasi. Ada dua cara yang umum dilakukan untuk merencanakan : a.
Menentukan lebar total bendung terlebih dahulu.
b.
Menentukan muka air banjir terlebih dahulu.
Kalau kita memilih menentukan lebar total bendung dengan situasi dihulu bendung, jangan sampai terjadi penggenangan pemukiman misalnya, kalau ketinggian muka air terlalu tinggi, maka lebar total bendung harus diperlebar. Kalau tidak diperlebar, maka kemungkinannya adalah menggunakan bendung gerak. Tapi kalau muka air banjir masih terlalu rendah, lebar total bendung dapat diperkecil untuk menghemat biaya pembangunan bendung. Namun kesulitannya dalam menentukan besarnya koeffisien debit, yang baik pada mercu bulat maupun pada mercu Ogee, besarnya koeffisien debit tergantung dari besarnya ketinggian muka air hulu. Karena itu sebaiknya digunakan cara kedua dengan menentukan terlebih dahulu adalah ketinggian muka air banjir, dengan memperhitungkan ketinggian permukiman, sawah dihulu bendung dan sebagainya, maka yang didapat pada akhir perhitungan adalah lebar total bendung yang diperlukan. Lebar total ini dibandingkan dengan lebar sungai yang ada. Kalau lebar total ini lebih besar dari 1,2 lebar sungai, maka lebar total bendung harus dikurangi, dengan menaikkan muka air banjir. Kalau kenaikan ini tidak mungkin, maka pemecahannya adalah dengan bendung gerak. Tapi kalau lebar bendung total bendung yang diperlukan terlalu kecil, maka muka air banjir diturunkan agar didapat lebar total bendung yang lebih lebar.
Lebar Effektif Mercu (Bm eff)
Bm eff = Bm – n . Ka . He – n2 . Kp . He
Dimana : Bm eff =
Lebar effektif mercu bendung
Bm
=
Lebar bersih bendung
n
=
Jumlah kontraksi pada pilar atau abutmen
He
=
Tinggi energi diatas mercu, termasuk tinggi kecapata
Perhitungan Mercu Bendung Type Ogee
Ha H1
+ 59,47 Hd + 53,67 1
Z
z
+ 50,818
+ 49,25 + 48,387 Data : a. Debit banjir rencana (Qr)
:
283,725 m3/detik
b. Lebar mercu (b)
:
31 m
c. Ketinggian mercu
:
+ 53,67 m
d. Ketinggian dasar sungai
:
+ 49,25 m
e. Ketinggian muka air banjir
:
+ 59,47 m
Tinggi pembendungan ( p ) = 53,67 – 49,25 = 4,42 m, dengan tinggi muka air banjir rencana ( Hd ) = 59,47 – 53,67 = 5,80 m.
Menghitung lebar sungai ( B’) : Dengan perencanaan pilar – pilar sebagai berikut : a. Pilar jembatan 2 buah dengan lebar 1,00 meter. b. Pilar bendung 1 buah dengan lebar 1,80 meter. c. Pilar pembilas bawah 1 buah dengan lebar 1,30 meter. d. Pintu bilas lebarnya ( pb) = 4,00 meter.
Beff
=
B’ – 2 (n.Kp + Ka).H1 – b – 0,2.pb
31
=
B’ – 2 (4.0,01 + 0,1).H1 – {(2.1) + (1.1,80) + (1.1,30)} – 0,2.4
31
=
B’ – 0,28.H1 – 5,10 – 0,8
31
=
B’ – 0,28.H1 – 5,90
B’ – 0,28.H1 = 36,90 meter ………………………………………..…(1)
Q
=
Cd . 2/3 . ( 2/3 . g )0,5 .b. H11,5
283,725
=
Cd . 2/3 . ( 2/3 . 9,81 )0,5 . 31 . H11,5
283,725
=
52,852. Cd. H11,5
Cd. H11,5
=
5,368
Cd
=
5,368 / H11,5…………………………………… ..…(2)
Qr
283,725
283,725
27,762
V 1
27,762 770,729 770,729 2 2 2 V 1 39,283 B' B' B' ………..(4) Ha 2
B' ( P Hd )
B' (4,42 5,80)
B' (10,22)
B'
……………(3)
2
2. g
H 1
2. g
Hd Ha
2.9,81
5,80
39,283 B '
2
19,62
B'
……………………….……………….(5)
Substitusikan pers (5) ke pers (1) : B '0, 28 H 1
36,90
B '0, 28 5,80
B '1,624 B '
10,999 B '
2
39,283 B '
10,999 B '
2
2
36,90
36,90
38,524
Dengan Trial and Error, maka didapat nilai lebar sungai (B’) = 38,524 38,5 m
Besarnya kecepatan hampiran ( V1 ) merupakan kecepatan pada sungai dihulu bendung. Besarnya V1 ini dapat dihitung menurut rumus : V 1
Qr [ B.( P Hd )]
V 1
283,725
Ha
[38,5.(4,42 5,80)] V 1
0,721 m 3 / dtk
2
2. g
Ha H 1
0,7212 2.9,81
0,026 m
Hd Ha
5,80 0,026 5,826 m
Maka, P
H 1
P
0,759
Hd
H 1
0,762
Hd
1,004
Besarnya Co menurut Direktorat Irigasi adalah konstan yaitu 1,50. Sehingga berdasarkan Grafik III.17.Grafik faktor koreksi C 1 , didapat besarnya C1 = 0,988. Dan berdasarkan Grafik III.7. Harga Koeffisien C 2 untuk bendung mercu ogee, didapat besarnya
C2 = 1,003.
Dengan demikian : Cd
C 0 .C 1 .C 2
1,50 x0,988x1,003 1,486
Lebar total bendung : Lebar total bendung dapat dihitung berdasarkan rumus sebagai berikut : Beff B 2(n. Kp Ka). H 1 b 0,2. pb Dengan perencanaan pilar – pilar sebagai berikut : e. Pilar jembatan 2 buah dengan lebar 1,00 meter. f. Pilar bendung 1 buah dengan lebar 1,80 meter. g. Pilar pembilas bawah 1 buah dengan lebar 1,30 meter. h. Pintu bilas lebarnya ( pb) = 4,00 meter.
Beff
=
B – 2 (n.Kp + Ka). H1 – b – 0,2.pb
31
=
B – 2 (4.0,01 + 0,1).5,863 – {(2.1) + (1.1,80) + (1.1,30)} – 0,2.4
31
=
B – 7,542
B
=
31 + 7,542
B
=
38,542 meter 38,5 meter
Lebar total bendung yang diperlukan hanya 38,542 meter, karena ini jauh lebih kecil dari 1,2 x lebar sungai, maka untuk kemungkinan ini muka air banjir dapat diturunkan.
Bentuk mercu Ogee, menggunakan permukaan hulu 1 : 1, maka persamaannya adalah sebagai berikut : X 1,776 =
1,873 . Hd 0,776 . Y
Dengan memasukkan Hd = 5,80 meter , maka didapat : X 1,776
= 1,873 . 5,80 0,776 . Y
X 1,776
= 1,873 . 3,912 . Y
X 1,776
= 7,327. Y
Y
= 0,136 . X 1,776
Dengan memasukkan berbagai nilai X , didapat nilai Y sebagai berikut : X
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
2.25
2.50
2.75
3.00
Y
0.01
0.04
0.08
0.14
0.20
0.28
0.37
0.47
0.57
0.69
0.82
0.96
X
3.25
3.50
3.75
4.00
4.25
4.50
4.75
5.00
5.25
5.50
5.75
6.00
Y
1.10
1.26
1.42
1.60
1.78
1.97
2.16
2.37
2.59
2.81
3.04
3.28
Dihulu mercu untuk kemiringan permukaan hulu 1 : 1, terdapat lengkung mercu satu jari – jari dengan : r ( jari – jari)
: 0,45 . Hd
=
0,45 . 5,8
=
2,610 meter.
Jarak
: 0,119 . Hd
=
0,119 . 5,8
=
0,690 meter.
-15.0
-10.0
-5.0
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
PERENCANAAN INTAKE
Pintu Pengambilan (Intake) di Bendung dan di Kantong Lumpur Pintu pengambilan ( intake ) yang merupakan bagian dari bendung, disebut intake di bendung. Melalui pintu ini air dialirkan ke saluran induk atau dialirkan ke kantong lumpur kalau bendung tersebut dilengkapi dengan kantong lumpur. Selain di bendung, pintu pengambilan juga dipasang pada bagian hilir kantong lumpur, dimana melalui pintu pengambilan ini air dialirkan ke saluran induk. Ketinggian ambang diambil 10 cm diatas ketinggian maksimum sedimen pada tampungan sedimen.
Debit Yang Harus Dialirkan Intake
Debit yang harus dialirkan ke saluran induk Debit yang harus diaklirkan ke saluran induk dihitung berdasarkan rumus berikut ini : Q
c. NFR. A
e
Dimana , Q
=
Debit rencana, liter/detik
c
=
Koefisien pengurangan akibat sistem golongan
NFR
=
Kebutuhan air di sawah (netto), liter/detik/ha
A
=
Luas daerah yang diairi,ha
e
=
Effisiensi irigasi
Menurut standar Perencanaan Irigasi, untuk Proyek Irigasi yang kurang dari 10.000 ha dan mengambil aair langsung dari sungai tidak ada pengurangan debit rencana (Qr) atau koefisien pengurangan c = 1 . Besarnya kehilangan air di jaringan irigasi menurut Standar Perencanaan Irigasi adalah sebagai berikut :
15 % – 22,5 % di petak tersier, antara bangunan sadap tersier dan sawah
7,5 % – 12,5 % di saluran sekunder
7,5 % – 12,5 % di saluran utama
Dan besarnya effisiensi irigasi = 100 % - kehilangan air, sehingga :
et (effisiensi jaringan tersier)
es (effisiensi jaringan sekunder ) =
87,5 % - 92,5 %
ep (effisiensi jaringan primer )
87,5 % - 92,5 %
=
=
77,5 % - 85 %
Sehingga effisiensi total (e) = et x es x ep , mempunyai nilai antara 0,59 – 0,73
Debit yang harus dialirkan ke kantong lumpur Debit yang harus dialirkan ke kantong lumpur harus dihitung 120 % dari yang seharusnya dialirkan ke saluran induk.
Perhitungan Dimensi Pintu Intake
Debit Yang Harus Dalirkan ke Saluran Induk Data : Luas daerah yang diairi (A) =
500 ha
Kebutuhan air normal (DR) =
3,10 liter/detik/ha
Q
Q
c. NFR. A
e
NFR e
DR dan c 1
DR. A 3,10 x500
1.550 liter/deti k
1,550 m / detik
3
Debit Yang Harus Dialirkan ke Kantong Lumpur QKL
=
120 % x Q
=
120 % x 1.550
=
1.860 liter/detik
=
1,860 m3/detik
Syarat aliran yang melewati ambang lebar, melimpas sempurna : h' 2 / 3.h1
Debit yang dialirkan :
Q
0,385. .b.h1 . 2. g .h1
Dimana :
=
koeffisien kontraksi (0,85 – 0,90)
g
=
grafitasi bumi = 9,81 m/detik 2
b
=
lebar ambang ; diambil = 2,5 . h1
Maka,
Q
0,385. .b.h1 . 2. g .h1
2
h1
1/ 2
0,385 x 0,90 x 2,5 xh1 x 2. g xh1
0,385x0,90 x2,5xh 1
5/ 2
5/ 2
x 2. g
Q
0,385 x0,90 x 2,5 x 2. g 1,550
0,385 x0,90 x2,5 x 2 x9,81
h1
0,404
(0,404) 2/5
0,696 m
b = 2,5 x h1 = 1,75 meter
0,70 m
h’ = 2/3 . h1 = 2/3 .0,7 = 0,467 m
Panjang ambang
=
c 2.h1
Tinggi ambang
=
t = h – h1
ambil = 1,50 m h = p = 4,42 m 4,50 m
= 4,50 – 0,70 = 3,80 m
Dimensi Intake Z
h
=
Elevasi mercu bendung - Elevasi muka air hilir
=
53,67 – 50,818
=
2,852 m
=
Elevasi mercu bendung – Elevasi dasar sungai pada bendung
=
53,67 – 49,25
=
4,42 m
Sehingga : Q
.b.h. 2. g . z
1,550
0,9 xbx4,42 x 2 x9,81 x 2,852
1,550
29,757 xb
b
1,550
29,757
0,0521 m
+ 53,670 Z
+ 50,818
h1
+ 50,118
h1 = 0,70 m
H + 49,250
Dimensi Saluran Debit yang melalui intake
=
1,550 m3/detik
Luas daerah yang dialiri
=
500 ha
Penampang saluaran
=
trapesium
Dari tabel : b/h
=
2,5
z
=
1 : 1,5
w
=
0,6
k
=
40
V
=
0,55
b = 2,5 x h
h’ = 0 667
A (b z .h).h
(2,5.h 1,5.h).h
A
h
Q
2
4.h
V 1,550
2,8182
0,55
2
h
4.h 2
0,7046
0,8394 m b 2,5.h
2,5 x 0,8394
2,0985 m
Kontrol : A 4.h 2 Q
V
1,550
A
4 x 0,8394
2,8184
2
0,550
2,8184 m
2
V ........................OK !!!!
Keliling basah : P b 2.h. 1 Z
2
2,0985 2.0,8394. 1 1,5
5,1250 m
2
Jari – jari hidrolis : R
2,8184
A
P
5,1250
0,5499 m
Rumus Stickler (kemiringan dasar saluran) : I
V
2
2
K . R
0,55 4/3
2
2
40 .0,5499
4/3
0,000420
Kontrol gaya geser : 0,97.w.h.I
0,97 x 0,6 x 0,8973 x 0,000420
0,000219 kg/cm 2
2,19 kg/m 2
0,144 kg/cm
2
