TEORI BENDUNGAN 1

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR FAKULTAS TEKNIK SIPIL JURUSAN PENGAIRAN TAHUN AJARAN 2017/2018

L

JURUSAN

KONSTRUKSI BENDUNGAN 1

BAB I PENDAHULUAN

Suatu bendungan yang dibangun dengan cara menimbunkan bahan-bahan seperti : batu, krakal, kerikil, pasir dan tanah pada komposisi tertentu dengan fungsi sebagai pengempang pengempang atau pengangkat pengangkat permukaan permukaan air yang terdapat di dalam waduk di udiknya disebut bendungan type urugan atau “bendungan “bendungan urugan”. Suatu bendungan dapat di pandang dari beberapa segi yang masing-masing menghasilkan tipe yang berbeda-beda pula. Maka pembagian tipe bendungan dapat dipandang dari 7 keadaan, yaitu : berdasarkan ukurannya, tujuan pembangunannya, penggunaannya, penggunaannya, jalannya air, air, konstruksinya, konstruksinya, fungsinya dan menurut menurut ICOLD. ICOLD.

1.1

Pembagian Type Bendungan berdasarkan Ukuranya 

Berdasarkan Berdasarkan Ukurannya terbagi 2 yaitu Ada dua type, yaitu bendungan besar dan bendungan kecil : 

Bendungan besar (large dams), menurut menurut ICOLD defenisi bendungan besar adalah : a.

Bendungan yang tingginya lebih dari 15 m, diukur dari bagian terbawah pondasi sampai ke puncak bendungan.

b. Bendungan yang tingginya antara 10 m dan 15 m dapat pula disebut bendungan besar asal memenuhi memenuhi salah satu lebih kriteria sebagai berikut: -

Panjang puncak bendungan tidak kurang dari 500 m

-

Kapasitas waduk yang terbentuk tidak kurang dari 1 juta m3.

-

Debit banjir maksimal yang diperhitungkan tidak kurang dari 2000 m3/dtk.

-

Bendungan

menghadapi

kesulitan-kesulitan

khusus

pada

pondasinya. -

NURLELI

Bendungan didesain tidak seperti biasanya (unusual desaign).

105 81 2585 15

L

JURUSAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR FAKULTAS TEKNIK SIPIL JURUSAN PENGAIRAN TAHUN AJARAN 2017/2018 KONSTRUKSI BENDUNGAN 1



Bendungan kecil (small dams, weir, bendung) bendung) adalah semua bendungan yang tidak memenuhi syarat sebagai bendungan besar disebut bendungan kecil.

1.2

Pembagian Type Bendungan berdasarkan Tujuan Pembangunannya

Ada dua type, yaitu bendungan dengan tujuan tunggal dan bendungan serbaguna. 

Bendungan dengan tujuan tunggal (single purpose dams) adalah dams) adalah bendungan yang di bangun untuk memenuhi satu tujuan saja, misalnya pembangkit tenaga listrik atau irigasi (pengairan). (pengairan).



Bendungan serbaguna

(multipurpose dams)

adalahbendungan

yang

dibangun untuk beberapa tujuan misalnya : Pembangkit tenaga listrik dan irigasi, pengendalian banjir, air minum dan industri, pariwisata dan lainlain.

1.3

Pembagian Type Bendungan berdasarkan Penggunaannya



Bendungan untuk membentuk waduk (storage dams) adalah bendungan yang dibangun untuk membentuk waduk guna menyimpan air pada waktu kelebihan agar dapat dipakai pada waktu diperlukan.



Bendungan penangkap/pembelok air (diversion dams) adalah bendungan yang dibangun agar permukaan airnya lebih tinggi sehingga dapat mengalir masuk ke dalam saluran air atau terowongan air.



Bendungan untuk memperlambat jalannya air adalah bendungan yang dibangun untuk memperlambat aliran air sehingga dapat mencegah terjadinya banjir besar.

1.4

Pembagian Type Bendungan berdasarkan Jalannya Air



Bendungan untuk dilewati air (overflow dams) adalah bendungan bendungan yang dibangun untuk dilewati air misalnya pada bangunan pelimpah (spillway).



Bendungan untuk menahan air (diversion dams) adalah bendungan bendungan yang sama sekali tidak boleh dilewati air.

NURLELI

105 81 2585 15

L

JURUSAN




Bendungan kecil (small dams, weir, bendung) bendung) adalah semua bendungan yang tidak memenuhi syarat sebagai bendungan besar disebut bendungan kecil.

1.2

Pembagian Type Bendungan berdasarkan Tujuan Pembangunannya

Ada dua type, yaitu bendungan dengan tujuan tunggal dan bendungan serbaguna. 

Bendungan dengan tujuan tunggal (single purpose dams) adalah dams) adalah bendungan yang di bangun untuk memenuhi satu tujuan saja, misalnya pembangkit tenaga listrik atau irigasi (pengairan). (pengairan).



Bendungan serbaguna

(multipurpose dams)

adalahbendungan

yang

dibangun untuk beberapa tujuan misalnya : Pembangkit tenaga listrik dan irigasi, pengendalian banjir, air minum dan industri, pariwisata dan lainlain.

1.3

Pembagian Type Bendungan berdasarkan Penggunaannya



Bendungan untuk membentuk waduk (storage dams) adalah bendungan yang dibangun untuk membentuk waduk guna menyimpan air pada waktu kelebihan agar dapat dipakai pada waktu diperlukan.



Bendungan penangkap/pembelok air (diversion dams) adalah bendungan yang dibangun agar permukaan airnya lebih tinggi sehingga dapat mengalir masuk ke dalam saluran air atau terowongan air.



Bendungan untuk memperlambat jalannya air adalah bendungan yang dibangun untuk memperlambat aliran air sehingga dapat mencegah terjadinya banjir besar.

1.4

Pembagian Type Bendungan berdasarkan Jalannya Air



Bendungan untuk dilewati air (overflow dams) adalah bendungan bendungan yang dibangun untuk dilewati air misalnya pada bangunan pelimpah (spillway).



Bendungan untuk menahan air (diversion dams) adalah bendungan bendungan yang sama sekali tidak boleh dilewati air.

NURLELI

105 81 2585 15

L

JURUSAN


1.5

Pembagian Type Bendungan berdasarkan Konstruksinya

1.5.1 .Bendungan Type Urugan Suatu bendungan yang dibendung di bendung dengan cara menimbunkan menimbunkan bahan-bahan seperti: batu, krikil, dan tanah pada komposisi tertentu dengan fungsi sebagai pengempang pengempang atau pengangkat permukaan air yang terdapat di dalam waduk di udiknya disebut bendungan type urugan urugan atau “Bendungan “Bendungan Urugan”. Urugan”. Didasarkan pada ukuran butiran dari bahan timbunan yang digunakan, secara umum dapat dibedakan 2 type bendungan urugan, yaitu : a.

Bendungan urugan batu (rock (rock fill dam) dam) disingkat dengan istilah “Bendungan batu”.

b. Bendungan urugan tanah ((earth earth fill dam) dam) disingkat dengan istilah “Bendungan tanah”. Selain kedua jenis tersebut, terdapat pula bendungan urugan campuran, yaitu terdiri dari timbunan batu di bagian hilirnya yang berfungsi sebagai penyangga, sedang bagian udiknya terdiri dari timbunan tanah yang disamping berfungsi sebagai penyangga tambahan, terutama berfungsi berfungsi sebagai tirai kedap air. Di

dalam

kegiatan-kegiatan

baik

perencanaannya,

maupun

pelaksanaan

pembangunannya, pembangunannya, kedua type bendungan tersebut mempunyai banyak persamaanpersamaan persamaan persamaan yang cukup cukup nyata.

1.5.2 Klasifikasi Bendungan Bendungan Type Urugan Urugan Sehubungan dengan fungsinya sebagai pengempang air atau pengangkat permukaan permukaan air di dalam suatu waduk, maka secara garis besarnya tubuh bendungan merupakan merupakan penahan rembesan air ke arah hilir serta penyangga penyangga tondonan air tersebut. Ditinjau dari penempatan serta susunan bahan yang membentuk tubuh bendungan untuk dapat memenuhi fungsinya dengan baik, maka bendungan urugan dapat digolongkan dalam 3 type utama yaitu : a.

Bendungan urugan homogen (bendungan homogen) Suatu bendungan urugan digolongkan dalam type homogen, apabila bahan yang

membentuk tubuh bendungan tersebut terdiri dari tanah yang hampir sejenis dan

NURLELI

105 81 2585 15

L

JURUSAN


gradasinya (susunan ukuran butirnya) hampir seragam.Tubuh bendungan secara keseluruhannya berfungsi ganda, yaitu sebagai bangunan penyangga dan sekaligus sebagai penahan rembesan air. b. Bendungan urugan zonal (bendungan zonal) Bendungan urugan digolongkan dalam type zonal, apabila timbunan yang membentuk tubuh bendungan terdiri dari batuan dengan gradasi (susunan ukuran butiran) yang berbeda-beda dalam urutan-urutan pelapisan tertentu. Pada bendungan type ini sebagai penyangga terutama dibebankan kepada timbunan yang kedap air (zone kedap air). Berdasarkan letak dan kedudukan dari zone kedap airnya, maka type ini masih dapat dibedakan menjadi 3 yaitu :

-

Bendungan urugan zonal dengan tirai kedap air atau “bendungan tirai” ( front core fill type dam), ialah bendungan zonal dengan zone kedap air yang membentuk lereng udik bendungan tersebut.

-

Bendungan urugan zonal dengan inti kedap air miring atau “bendungan inti miring ” (inclined-core fill type dam), ialah bendungan zonal yang zone kedap airnya terletak di dalam tubuh bendungan dan berkedudukan miring ke arah hilir.

-

Bendungan urugan zonal dengan inti kedap air tegak atau “bendungan inti tegak ” (central-core fill type dam), ialah bendungan zonal yang zone kedap airnya terletak di bidang tengah dari tubuh bendungan.

c.

Bendungan urugan bersekat (bendungan sekat). Bendungan urugan digolongkan dalam type sekat ( facing ), apabila di lereng udik

tubuh bendungan dilapisi dengan sekat tidak lulus air (dengan kekedapan yang tinggi) seperti lembaran baja tahan karat, beton aspal, lembaran beton bertulang, hamparan plastic, susunan beton blok, dan lain-lain. Type

NURLELI

Skema Umum

Keterangan

105 81 2585 15


L

JURUSAN


Bendung Zone kedap air

an

Zone lulus air

Apabila 80% dari seluruh bahan Homoge

pembentuk

n

tubuh

bendungan

terdiri dari bahan yang bergradasi Drainage

i

Zone lulus air

ar i

Zone kedap air

T

hampir sama.

Apabila bahan pembentuk tubuh bendungan terdiri dari bahan yang

n a

lulus air, tetapi dilengkapi dengan n

d

n

g

tirai kedap air di udiknya.

u e B

Zone transisi

Zone lulus air

it nI

Zone inti kedap air

a

Zone lulus air

n g

Apabila bahan pembentuk tubuh bendungan terdiri dari bahan yang lulus air, tetapi dilengkapi dengan

n u

inti kedap air yang berkedudukan d ne B

miring ke hilir.

Zone transisi

Zone inti kedap air

it nI

Apabila bahan pembentuk tubuh bendungan terdiri dari bahan yang

Zone lulus air

na

Zone lulus air

g n u

lulus air, tetapi dilengkapi dengan

d

inti kedap air yang berkedudukan B

vertical.

n e Zone transisi

Apabila bahan pembentuk tubuh Bendung

bendungan terdiri dari bahan yang

an Zone lulus air

Zone lulus air

lulus air, tetapi dilengkapi dengan inti kedap air yang berkedudukan

Sekat

vertical. Gambar 1 - 1 Klasifikasi Umum Bendungan Urugan

Namun dalam tugas ini hanya akan dibahas mengenai bendungan urugan zonal dengan inti kedap air tegak atau “bendungan inti t egak” (central-core fill type dam. Adapun pengertian dari bendungan homogen dan bendungan zonal adalah sebagai berikut:

NURLELI

105 81 2585 15

L

JURUSAN




Bendungan Homogen o

Suatu bendungan urugan digolongkan dalam type homogen, apabila bahan yang membentuk tubuh bendungan tersebut terdiri dari tanah yang hampir sejenis dan gradisinya (tersusun ukuran butirannya) hampir seragam.

o

Tubuh bendungan secara keseluruhannya berfungsi ganda, yaitu sebagai bangunan penyangga dan sekaligus sebagai penahan rembesan air.



Bendungan Zonal o

Bendungan urugan digolongkan dalam type-type zonal, apabila timbunan yang membentuk tubuh bendungan terdiri batuan dengan gradasi (susunan ukuran butiran) yang berbeda-beda dalam urutan-urutan pelapisan tertentu.

o

Berdasarkan letak kedudukannya bendungan dari zonal kedap air (zonal impermeable) maka type ini dibedakan lagi menjadi tiga bagian yaitu: 1. Bendungan urugan zonal dengan tirai kedap air atau bendungan tirai ( front core fill type dam) adalah bendungan zonal yang zone kedap air membentuk lereng udik bendungan. 2. Bendungan urugan zonal dengan inti zonal kedap air miring atau bendungan inti miring (inclined-core fill type dam) adalah bendungan zonal yang zone kedap airnya terletak dalam tubuh bendungan dan kedudukannya miring ke arah hilir. . 3. Bendungan urugan zonal dengan inti zonal kedap air tegak atau bendungan inti tegak (central-core fill type dam) adalah bendungan zonal yang zone kedap airnya terletak di dalam tubuh bendungan dengan kedudukan vertikal. Biasanya inti tersebut terletak di bidang tegak dari tubuh bendungan.

1.5.3 Karakteristik Bendungan Type Urugan Dibandingkan dengan jenis-jenis lainnya, maka bendungan urugan mempunyai keistimewaan-keistimewaan sebagai berikut : 

Pembangunannya dapat dilaksanakan pada hampir semua kondisi geologi dan geografi yang dijumpai.



Bahan untuk tubuh bendungan dapat digunakan batuan yang terdapat di sekitar calon bendungan.

NURLELI

105 81 2585 15

L

JURUSAN


Akan tetapi type ini mempunyai kelemahan yang cukup berarti, yaitu tidak mampu menahan limpasan di atas mercunya, dimana limpasan-limpasan yang terjadi dapat menyebabkan longsoran-longsoran pada lereng hilir yang dapat mengakibatkan jebolnya bendungan tersebut. Beberapa karakteristik utama dari bendungan urugan, adalah sebagai berikut : 1. Bendungan urugan mempunyai alas yang luas, sehingga yang harus didukung oleh pondasi bendungan persatuan unit luas biasanya kecil. Beban utama yang harus didukung oleh pondasi terdiri dari berat tubuh bendungan dan tekanan hydrostatis dari air dalam waduk. Karena hal tersebut, maka bendungan urugan dapat dibangun diatas batuan yang sudah lapuk atau diatas alur sungai yang tersusun dari batuan sediment dengan kemampuan daya dukung yang rendah asalkan kekedapannya dapat diperbaiki pada tingkat yang dikehendaki. 2. Bendungan urugan selalu dapat dibangun dengan menggunakan bahan batuan yang terdapat disekitar calon bendungan. Dibandingkan dengan jenis bendungan beton, yang memerlukan bahan-bahan fabrikat seperti semen dalam jumlah besar dengan harga yang tinggi dan didatangkan dari tempat yang jauh, maka bendungan urugan dalam hal ini menunjukkan tendensi yang positif. 3. Dalam pembangunannya, bendungan urugan dapat dilaksanakan secara mekanis dengan intensitas yang tinggi ( full mechanized ) dan karena banyaknya type-type peralatan yag sudah diprodusir, maka dapat dipilihkan peralatan yang paling cocok sesuai dengan sifat-sifat bahan yang akan digunakan serta kondisi lapangan pelaksanaannya. 4. Oleh karena tubuh bendungan terdiri dari timbunan tanah dan timbunan batu yang berkomposisi lepas, maka bahaya jebolnya bendungan umumnya disebabkan oleh hal-hal sebagai berikut : a.

Longsoran yang terjadi baik pada lereng udik, maupun lereng hilir tubuh bendungan.

b. Terjadinya sufosi (erosi dalam atau piping ) oleh gaya-gaya yang timbul dalam bendungan.

NURLELI

105 81 2585 15

L

JURUSAN


c.

Suatu konstruksi yang kaku tidak diinginkan didalam tubuh bendungan, karena konstruksi tersebut tak dapat mengikuti gerakan konsolidasi dari tubuh bendungan tersebut.

d. Proses pelaksanaan pembangunannya biasanya sangat peka terhadap pengaruh iklim. Lebih-lebih pada bendungan tanah, dimana kelembaban optimum tertentu perlu

dipertahankan

terutama

pada

saat

pelaksanaan

penimbunan

dan

pemadatannya.

1.5.4 Perancangan Untuk Bendungan Type Urugan Pada hakekatnya eksistensi suatu bendungan sudah dimulai sejak diadakannya kegiatan-kegiatan survey, perancangan, perencanaan teknis, pembangunan, operasi dan pemeliharaan sampai akhir dari umur efektif bendungan tersebut. Semakin mendalam pelaksanaan survey dan perancangan dikerjakan, maka semakin mudahlah pembuatan perencanaan-teknisnya dan semakin mudah pula pelaksanaan pembangunannya, karena kemungkinan terjadinya modifikasi-modifikasi konstruksi akan semakin kecil. Tetapi sebaliknya apabila survey dan dan perancangannya kurang teliti dan kurang mendalam, kadang-kadang pilihan yang semula (pada tingkat perancangan) jatuh pada bendungan beton, dapat berubah menjadi bendungan urugan setelah tiba pada saat pembuatan perencanaan-teknisnya, sehingga seluruh hasil survey dan perancangan semula, terpaksa ditinjau kembali. Bahkan pada beberapa kasus kadang-kadang saat suatu bendungan dalam proses pelaksanaan pembangunannya, akibat diketemukannya kondisikondisi geologi yang kurang menguntungkan, terpaksa harus memindahkan sumbu bendungan yang telah ditetapkan atau memperbaiki kemiringan-kemiringan lereng bendungan, yang mengakibatkan bahwa volume urugan dapat berubah dengan sangat menyolok. Contoh – contoh

kejadian

tersebut,

dapat

mengakibatkan

terlambatnya

pelaksanaan pembangunannya, dan kadang-kadang bahkan terpaksa harus ditinggalkan begitu saja, karena timbulnya tambahan-tambahan pembiayaan yang melampaui batas persyaratan ekonomis.

NURLELI

105 81 2585 15

L

JURUSAN


Berhubung hal tersebut, maka kemantapan perencanaan – teknis suatu bendungan sangat ditentukan oleh ketelitian pada pelaksanaan survey dan investigasi, sehingga mendapatkan data-data yang dapat dipercaya dan selanjutnya akan diperoleh anmalisaanalisa yang jitu. Dari hasil analisa-analisa teknis, maka akan dapat ditentukan dengan mantap halhal sebagai berikut : 

Kedudukan bendungan yang paling baik



Type bendungan yang paling cocok



Metode pelaksanaan yang paling efektif

Berdasarkan data-data yang betul-betul lengkap serta dapat, mencerminkan kondisi i sesungguhnya dari tempat kedudukan calon bendungan dan disertai dengan analisa-analisa yang jitu dengan mengadakan sistem coba/banding dari berbagai alternative secara berulang kali, barulah akan dapat diharapkan ketepatan dan kemantapan dari ketiga unsur pokok tersebut diatas. Beberapa aspek terpenting yang perlu dipelajari untuk dapat merealisir gagasan pembangunan suatu bendungan adalah :

1.6



Topografi



Geologi Teknik



Pondasi



Hidrologi



Bahan Bendungan



Bangunan Pelimpah



Bangunan Penyadap



Lain-lain

Desain Tubuh Bendungan

1.6.1 Tinggi Bendungan Tinggi bendungan adalah perbedaan antara elevasi permukaan pondasi dan elevasi mercu bendungan.Permukaan pondasi adalah dasar dinding kedap air atau dasar

NURLELI

105 81 2585 15

L

JURUSAN


dari pada zone kedap air. Apabila pada bendungan tidak terdapat dinding kedap air atau zone kedap air, maka yang dianggap permukaan pondasi adalah garis perpotongan antara bidang vertical yang melalui tepi udik mercu bendungan dengan permukaan pondasi atas bendungan tersebut. Sedang mercu bendungan adalah bidang teratas dari suatu bendungan yang tidak dilalui oleh luapan air dari waduk.Akan tetapi, apabila pada mercu bendungan terdapat tembok penahan ( parafet ) untuk melindungi mercu bendungan terhadap limpasan ombak, maka tinggi jagaan waduk bertambah setinggi tembok penahan dan puncak tembok dapat dianggap sebagai mercu bendungan yang bersangkutan.

1.6.2 Tinggi Jagaan (free board) Tinggi jagaan adalah perbedaan antara elevasi permukaan maximum-rencana air dalam waduk dan elevasi mercu bendungan.Elevasi permukaan air maximum rencana biasanya merupakan elevasi banjir rencana waduk. Kadang-kadang elevasi permukaan air penuh normal atau elevasi permukaan banjir waduk lebih tinggi dari elevasi banjir rencana dan dalam keadaan yang demikian yang disebut elevasi permukaan air maksimum rencana adalah elevasi yang paling tinggi yang diperkirakan akan dicapai oleh permukaan air waduk tersebut. Selain itu dalam hal-hal tertentu tambahan tinggi tembok penahan ombak diatas mercu bendungan kadang-kadang diperhitungkan pula pada penentuan tinggi jagaan.

Tinggi jagaan (Hf) dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

Hf  h



( hw atau ) he



ha  hi

2

Hf  hw



he



ha  hi

2

Dimana :  h : tinggi kemungkinan kenaikan permukaan air waduk yang terjadi akibat timbulnya banjir obnormal.

NURLELI

105 81 2585 15

L

JURUSAN


hw : tinggi ombak akibat tiupan angin he : tinggi ombak akibat gempa ha : tinggi kemungkinan kenaikan permukaan air waduk, apabila terjadi

kemacetan-kemacetan pada pintu bangunan pelimpah hi

→

: tinggi tambahan yang didasarkan pada tingkat urgensi dari waduk

Tinggi kenaikan permukaan air yang disebabkan oleh banjir abnormal ( h )

∆ℎ =

2  ℎ ×  × 0 × × 3  1+

×

Dimana :

Qo : debit banjir rencana

Q : kapasitas rencana bangunan pelimpah untuk banjir abnormal

→



: 0,2 untuk bangunan pelimpah terbuka



: 0,2 untuk bangunan pelimpah tertutup

h

: kedalaman pelimpah rencana

A

: luas permukaan air waduk pada elevasi banjir rencana

T

: durasi terjadinya banjir abnormal (biasanya antara 1 s/d 3 jam)

Tinggi jangkauan ombak yang disebabkan oleh angin Tinggi jangkauan hempasan ombak yang naik keatas permukaan lereng udik

bendungan (hw ) dapat diperoleh dengan metode S.M.B. yang didasarkan pada panjangnya lintasan ombak ( F ) dan kecepatan angin diatas permukaan air waduk. Akan tetapi disamping tinggi ombak (R), jangkauan hempasan ombak yang naik diatas permukaa lereng udik bendungan tersebut masih tergantung dari beberapa

NURLELI

105 81 2585 15


L

JURUSAN


factor lainnya, yang diantaranya adalah kemiringan serta kekasaran permukaan lereng udik tersebut. Faktor kemiringan dan kekasaran permukaan lereng ini diselidiki oleh Saville yang diadaptasikan pada metode S.M.B dan dapat dipergunakan untuk menghitung tinggi jangkauan hempasan ombak yang naik diatas permukaan lereng bendungan.

→

Tinggi ombak akibat gempa ( he )

ℎ =

 ×  √  × ℎ0 

Dimana : e

: intensitas seismis horizontal



: siklus seismis (biasanya sekitar satu detik)

Ho :

→

kedalaman air di dalam waduk

Kenaikan permukaan air waduk yang disebabkan oleh ketidak-normalan operasi pintu-pintu bangunan pelimpah

Ketidak-normalan operasi pintu-pintu dapat terjadi oleh berbagai sebab, antra lain : keterlambatan pembukaan, kemacetan atau bahkan kerusakan-kerusakan mekanisme pintu-pintu tersebut, yang mengakibatkan terjadinya kenaikan permukaan air waduk (ha) melampaui batas maksimum rencana.

→

Angka tambahan tinggi jaghaan yang didasarkan pada type bendungan Mengingat limpasan melalui mercu bendungan urugan akan sangat

berbahaya, maka untuk bendungan type ini angka tambahan tinggi jagaan (hi) diambil sebesar 1,0 m

NURLELI

(hi = 1,0 m).

105 81 2585 15

L

JURUSAN


→

Angka standar untuk tinggi jagaan pada bendungan urugan Didasarkan pada tinggi bendungan yang direncanakan, maka angka standar

untuk tinggi jagaan pada bendungan urugan adalah sebagai berikut : 

Lebih rendah dari 50 m

Hf  2,0 m



Dengan tinggi antara 50 s/d 100 m

Hf  3,0 m



Lebih tinggi dari 100 m

Hf  3,5 m

1.6.3 Panjang Bendungan Panjang bendungan adalah seluruh panjang mercu bendungan yang bersangkutan, termasuk bagian yang digali pada tebing-tebing sungai dikedua ujung mercu tersebut.Apbila bangunan pelimpah atau bangunan penyadap terdapat pada ujung-ujung mercu, maka lebar bangunan-bangunan pelimpah tersebut diperhitungkan pula dalam menentukan panjang bendungan.

1.6.4 Volume Bendungan Seluruh jumlah volume konstruksi yang dibuat dalam rangka pembangunan tubuh bendungan termasuk semua bangunan pelengkapnya dianggap sebagai volume bendungan.

1.6.5 Kemiringan Lereng (slope gradient) Kemiringan rata-rata lereng-lereng bendungan (lereng udik dan lereng hilir) adalah perbandingan antarapanjang garis vetikal yang melalui puncak dan panjang garis horizontal yang melalui tumit masing-masing lereng tersebut. Berm-lawan dan drainage prisma biasanya dimasukkan dalam perhitungan penentuan kemiringan lereng, akan tetapi alas kedap air biasanya diabaikan.

1.6.6 Penimbunan Extra (extra-banking)

NURLELI

105 81 2585 15


L

JURUSAN


Sehubungan dengan terjadinya gejela konsolidasi tubuh bendungan, yang prosesnya berjalan lama sesudah pembangunan bendungan tersebut diadakan penimbunan extra melebihi tinggi dan volume rencana dengan perhitungan agar sesudah proses konsolidasinya berakhir, maka penurunan tinggi dan penyusutan volume akan mandekati tinggi dan volume rencana bendungan.

H = 1

.  . H 2 . T

2E E = P o – P x = 1 eo – e x

- mv

1 + eo Dimana : 

: berat jenis bahan tubuh bendungan

H

: tinggi bendungan

T

: koefisien penurunan (antara 0,3 – 0,5), yang didasarkan pada type

bendungan dan kecepatan pelaksanaan penimbunannya. P o : tegangan efektif permukaan (beban pendahuluan) P x : tegangan efektif setelah penimbunan mencapai ketebalan x meter eo : angka pori pada keadaan tegangan Po e x : angka pori pada keadaan tegangan Px mv: koefisin kompresi volume

1.6.7 Lebar Mercu Bendungan

NURLELI

105 81 2585 15

L

JURUSAN


Lebar mercu bendungan yang memadai diperlukan agar puncak bendungan dapat bertahan terhadap hempasan ombak di atas permukaan lereng yang berdekatan dengan mercu tersebut dan dapat bertahan terhadap aliran filtrasi yang melalui bagian puncak tubuh bendungan yang bersangkutan. Guna memperoleh lebar minimum mercu bendungan (b), digunakan rumus sebagai berikut : b = 3,6 H 1/3 – 3,0 Dimana : b : lebar mercu H : tinggi bendungan

NURLELI

105 81 2585 15

L

JURUSAN


BAB II PERENCANAAN TEKNIK

2.1

Perencanaan Teknis Pondasi

Pondasi suatu bendungan harus memenuhi 3 persyaratan terpenting yaitu : 1. Mempunyai daya dukung yang mampu menahan bahan dari tubuh bendungan dalam berbagai kondisi. 2. Mempunyai kemampuan penghambat aliran filtrasi yang memadai, sesuai dengan fungsinya sebagai penahan air. 3. Mempunyai ketahanan terhadap gejala sufosi ( piping ) dan sembulan (boiling ) yang disebabkan oleh aliran filtrasi yang melalui lapisan pondasi tersebut. Sesuai dengan jenis batuan yang membentuk lapisan pondasi, maka secara umum pondasi bendungan urugan dapat dibedakan dalam 3 jenis, yaitu : 1. Pondasi batuan (rock foundation) 2. Pondasi pasir atau kerikil 3. Pondasi tanah ( soul foundation) Beberapa problema umum yang selalu dihadapi dalam merencanakan pondasi suatu bendungan adalah sbb:

-

Pada pondasi batuan biasanya dihadapkan pada problema-problema adanya pelapukan-pelapukan di bagian atas dari pondasi tersebut, ataupun akan diketemukan

banyak

retakan-retakan

dan

patahan-patahan.

Kadang-kadang

diketemukan patahan-patahan tektonis yang masih aktif.

-

Pada pondasi pasir dan kerikil biasanya dihadapkan pada problema daya dukungnya yang rendah disamping permeabilitasnya sangat tinggi.

-

Pada pondasi tanah biasanya dihadapkan pada problema daya dukungnya yang sangat lemah.

Walaupun demikian, apabila ditinjau dari berat tubuh bendungan sebagai beban yang harus didukung oleh pondasi, maka untuk memperkecil beban pondasi per unit luasnya dapat dilakukan dengan jalan memperkecil kemiringan dari kedua lereng bendung yang bersangkutan.Selain daripada itu dapat direncanakan sedemikian rupa sehingga besarnya

NURLELI

105 81 2585 15

L

JURUSAN


deformasim (penurunan) dari pondasi dapat diperkirakan sebelumnya.Karenanya dewasa ini tidaklah berlebihan kiranya, apabila dikatakan bahwa bendungan urugan dapat dibangun di setiap jenis pondasi, kecuali bendungan yang sangat tinggi. 2.2

Pemilihan Type Bendungan

Bendungan urugan secara umum dapat dibedakan atas 3 type yaitu : 1. Bendungan homogen 2.

Bendungan zonal

3.

Bendungan sekat Penetapan suatu type bendungan yang paling cocok untuk suatu tempat

kedudukan, didasarkan pada berbagai factor utama yaitu : 

Kualitas serta kuantitas dari bahan-bahan tubuh bendungan yang terdapat di daerah sekitar tempat kedudukan calon bendungan.



Kondisi penggarapan/pengerjaan bahan tersebut (penggalian, pengolahan, pengangkutan, penimbunan dan lain-lain).



Kondisi lapisan tanah pondasi pada tempat kedudukan calon bendungan.



Kondisi alur sungai serta lereng kedua tebingnya dan hubungan dengan calon bendungan beserta semua bangunan-bangunan pelengkapnya. Yang terpenting dari keempat factor tersebut di atas adalah mengenai hal-hal

yang bersangkutan dengan usaha-usaha mendapatkan kualitas dan kuantitas yang memadai untuk bahan tubuh bendung, terutama untuk bahan pada zone kedap air yang berupa tirai atau inti kedap air. Mengingat bahan-bahan untuk zone kedap air karakteristikanya sangat beraneka ragam, yang disebabkan oleh pengaruh kelembabannya serta metode penimbunan yang akan digunakan, sehingga semua karakteristika dari bahan tersebut sudah harus diketahui secara luas dan mendalam. Dalam tugas ini hanya akan dibahas type bendungan zonal yakni apabila selain bahan-bahan lain yang semi-kedap air, lulus air, atau bahkan bahan-bahan campuran, maka bendungan zonal mungkin akan merupakan alternatif yang paling ekonomis dengan menggunakan lebih dari 2 jenis bahan. Berdasarkan letak dan posisi dari zone kedap airnya maka bendungan zonal dapat dibedakan dalam 3 type : 1. Bendungan tirai

NURLELI

105 81 2585 15

L

JURUSAN


2. Bendungan inti miring 3. Bendungan inti tegak Beberapa karakteristika terpenting dari bendungan zonal dengan inti vertical adalah sebagai berikut :

-

Berhubungan inti kedap air berposisi vertical, maka perpotongan garis lingkaran suatu bidang luncur dengan inti tersebut akan lebih kecil dank arena inti kedap air merupakan zone yang terlemah, maka kondisi tersebut akan menguntungkan stabilitas tubuh bendungan, terutama untuk bendungan urugan yang tinggi dengan demikian kedua lerengnya dapat dibuat lebih curam.

-

Dapat menyesuaikan dengan gejala konsolidasi dan getaran-getaran sehingga dapat dihindarkan timbulnya rekahan-rekahan pada tubuh bendungan.

-

Kebutuhan bahan inti kedap air relative lebih sedikit dibandingkan dengan kebutuhan bahan yang sama pada bendungan tirai dan disamping itu penggalian penggalian pada tempat kedudukan inti tersebut akan berkurang dan volume pekerjaaan sementasi akan berkurang pula.

-

Gradien hydrolis garis depresi relatif lebih rendah, sehingga lebih aman terhadap gejala sufosi, dengan demikian ketebalan inti kedap air dapat dipertipis.

2.3

Analisa Stabilitas Lereng Bendungan

Analisa dan perhitungan untuk stabilitas tubuh bendungan urugan, terdiri dari 3 (tiga) kegiatan utama, yaitu : 

Mengadakan analisa dan inventarisasi terhadap gaya-gaya yang akan bekerja pada tubuh bendungan.



Mengadakan analisa-analisa dan perhitungan-perhitungan pada stabilitas lerenglereng calon tubuh bendungan.



Mengadakan analisa-analisa dan perhitungan-perhitungan pada stabilitas calon tubuh bendungan terhadap gaya-gaya yang timbul oleh adanya aliran filtrasi di dalam tubuh bendungan tersebut.

1. Gaya-gaya atau beban-beban yang bekerja pada bendungan urugan

NURLELI

105 81 2585 15

L

JURUSAN


Gaya-gaya atau beban-beban utama yang bekerja pada bendungan urugan yang akan mempengaruhi stabilitas tubuh bendungan dan pondasi dari bendungan tersebut adalah : 

Berat tubuh bendungan itu sendiri, yang membebani lapisan-lapisan yang lebih bawah dari tubuh bendungan dan membebani pondasi. Untuk mengetahui besarnya beban berat tubuh bendungan, maka diambil beberapa kondisi-kondisi yang paling tidak menguntungkan yaitu :

-

Pada kondisi lembab segera sesudah tubuh bendungan selesai dibangun.

-

Pada kondisi sesudah permukaan air waduk mencapai elevasi penuh, dimana bagian bendungan yang terletak di sebelah atas garis depresi dalam kondisi lembab, sedang bagian bendungan yang terletak di sebelah bawah garis depresi dalam keadaan jenuh.

-

Pada kondisi dimana terjadi gajala penurunan mendadak (rapid draw-down) permukaan air waduk, sehingga semua bagian bendungan yang semula terletak di sebelah bawah garis depresi tetap dianggap jenuh. Berat dalam keadaan lembab

Garis depresi pada keadaan air waduk penuh

Berat dalam keadaan jenuh

Gambar 2 – 1 Berat bahan yang terletak di bawah garis depresi 

Tekanan hydrostatis yang akan membebani tubuh bendungan dan pondasinya, baik dari air yang terdapat di dalam waduk di udik bendungan maupun dari air di dalam sungai di hilirnya. Secara skematis gaya-gaya yang bekerja pada bendungan urugan dapat diperiksa pada Gambar 2 – 2 . Pada perhitungan stabilitas tubuh bendungan dengan metode irisan, biasanya beban hydrostatis yang bekerja pada lereng udik bendungan

NURLELI

105 81 2585 15


L

JURUSAN


dapat digambarkan dalam 3 (tiga) cara pembebanan, seperti yang tertera pada Gambar

2 – 3. Pemilihan cara pembebanan yang paling cocok untuk suatu

perhitungan, harus disesuaikan dengan pola semua gaya-gaya yang bekerja pada tubuh bendungan, yang akan diikut sertakan dalam perhitungan. (U = W w = V  w )

(a)

(b)

(c)

Gambar 2 – 3 Beberapa skema pembebanan oleh tekanan-tekanan hydrostatis pada bidang luncur



Tekanan air pori yang terkandung diantara butiran dari zone-zone tubuh bendungan. Kondisi-kondisi yang timbul dari tekanan air pori dianggap bekerja tegak lurus terhadap lingkaran bidang luncur (Gambar 2 – 2 ). Kondisi yang paling tidak mengantungkan dari gaya-gaya tersebut yang perlu diikut sertakan dalam perhitungan stabilitas tubuh bendungan adalah :

-

Gaya-gaya yang timbul dari tekanan air pori dalam kondisi tubuh bendungan sedang dibangun.

-

Gaya-gaya yang timbul dari tekanan air pori dalam keadaan waduk telah terisi penuh dan permukaan air sedang menurun secara berangsur-angsur.

-

Gaya-gaya yang timbul dari tekanan air pori dalam keadaan terjadinya penurunan mendadak permukaan air waduk hingga mencapai permukaan

NURLELI

105 81 2585 15

L

JURUSAN


terendah, sehingga besarnya tekanan air pori dalam tubuh bendungan masih dalam kondisi seperti waduk terisi penuh. 

Dan gaya-gaya seismis yang menimbulkan beban-beban dinamika baik yang bekerja pada tubuh bendungan maupun pondasinya. Beban seismis ( seismic force) akan timbul pada saat terjadinya gempa bumi, akan tetapi berhubung banyaknya factor-faktor yang berpengaruh pada beban seismis tersebut, maka sangatlah sukar memperoleh kapasitas beban seismis secara tepat pada saat timbulnya gempa bumi. Factor-faktor yang menentukan besarnya beban seismis pada sebuah bendungan urugan adalah :

-

Karakteristika, lamanya dan kekuatan gempa yang terjadi

-

Karakteristik dari pondasi bendungan

-

Karakteristik bahan pembentuk tubuh bendungan

-

Type bendungan, dan lain-lain.

2. Stabilitas lereng bendungan urugan Jebolnya suatu bendungan urugan biasanya dimulai dengan terjadinya suatu jelajah kelongsoran baik pada lereng udik maupun lereng hilir bendungan tersebut yang disebabkan kurang memadainya stabilitas kedua lereng tersebut.Karenanya dalam pembangunan suatu bendungan urugan, stabilitas lereng-lerengnya merupakan kunci dari stabilitas tubuh bendungan secara keseluruhan. Dengan demikian dalam merencanakan suatu bendungan, maka factor-faktor yang diperkirakan akan berpengaruh terhadap stabilitas lereng-lereng bendungan tersebut supaya diketahui semuanya demikian pula dimensinya, arahnya, serta karakteristika lainnya dan dalam perhitungannya supaya diambil suatu kombinasi pembebanan yang paling tidak menguntungkan. Biasanya konstruksi tubuh bendungan urugan direncanakan pada tingkat stabilitas dengan factor keamanan 1,2 atau lebih, sebagai syarat untuk dapat diizinkan pembangunannya. Perhitungan stabilitas tubuh bendungan biasanya dilakukan dengan metode irisan bidang luncur bundar ( slice method on circular slip surface) dan metode irisan bidang luncur kombinasi.

NURLELI

105 81 2585 15


L

JURUSAN


a.

Metode irisan bidang luncur bundar Andaikan bidang luncur bundar dibagi dalam beberapa irisan vertical, maka

faktor keamanan dari kemungkinan terjadinya longsoran dapat diperoleh dengan menggunakan rumus keseimbangan sebagai berikut :

F s =  C.l + (N – U – Ne) tan 

 (T + Te) =  C.l +  . A (cos  - e.sin  ) - V  tan 

 . A (sin  + e.cos  ) Dimana : F s : factor keamanan N

: beban komponen vertical yang timbul dari berat setiap irisan bidang

luncur ( = . A cos  ) T

: beban komponen tangensial yang timbul dari berat setiap irisan bidang

luncur ( = . A sin  ) U : tekanan air pori yang bekerja pada setiap irisan bidang luncur Ne : komponen vertical beban seismis yang bekerja pada setiap bidang luncur ( = e .  . A sin  ) Te : komponen tangensial beban seismis yang bekerja pada setiap irisan bidang luncurnya ( = e .  . A cos  )

 :sudut gesekan dalam bahan yang membentuk dasar setiap irisan bidang

NURLELI

105 81 2585 15

L

JURUSAN


luncur C

: angka kohesi bahan yang membentuk dasar setiap irisan bidang luncur

Z

: lebar setiap irisan bidang luncur

e

: intensitas seismis horizontal



: berat isi dari setiap bahan pembentuk irisan bidang luncur

A : luas dari setiap bahan membentuk irisan bidang luncur

 :sudut kemiringan rata-rata dasar setiap irisan bidang luncur V : tekanan air pori

Prosedur perhitungan metode irisan bidang luncur bundar dilakukan dengan urutan sebagai berikut: 1. Andaikan bidang luncur bundar dibagi menjadi beberapa irisan vertikal, biasanya setiap irisan lebarnya dibuat sama. Disarankan agar setiap irisan bidang luncur tersebut dapat melintasi perbatasan dari dua buah zone penimbunan atau supaya memotong garis defresi aliran filtrasi. 2. Gaya-gaya yang bekerja pada bidang irisan dapat digambarkan sebagai berikut: a.

Berat irisan (W), dihitung berdasarkan hasil perkalian antara luas irisan (A) dengan berat isi bahan pembentuk irisan (), jadi W =A

b. Beban berat komponen vertikal yang bekerja pada dasar irisan (N) dapat diperoleh dari hasil perkalian antara berat irisan (W) dengan cosinus sudut ratarata tumpuan () pada dasar irisan yang bersangkutan jadi: N = W. Cos . c.

Beban dari tekanan hydrostatis yang bekerja pada dasar irisan (U) dapat diperoleh dengan tekanan air rata-rata (U/Cos ) pada dasar irisan tersebut, jadi : U = U .b / Cos.

d. Beban berat komponen tangensial (T), diperoleh dari hasil per kalian antara berat irisan (W) dengan sinus sudut rata-rata tumpuan dasar irisan tersebut jadi : T = W . Sin .

NURLELI

105 81 2585 15


L

JURUSAN


e.

Kekuatan tekanan kohesi terhadap gaya peluncuran (C), diperoleh dari hasil perkalian antara angka kohesi bahan (c ’) dengan panjang dasar irisan (b) dibagi lagi dengan cos , jadi C = c’ . b/cos .

f.

Kekuatan tahanan gesekan terhadap gejala peluncuran irisan adalah kekuatan tahanan geser yang terjadi pada saat irisan akan meluncur meninggalkan tumpuannya.

3. Dengan cara menjumlahkan semua kekuatan-kekuatan yang menahan (T) dan gaya pendorong (S) dari setiap irisan bidang luncur, dimana (T) dan (S) dari masingmasing irisan dapat dinyatakan berturut-turut sebagai berikut: T = W sin dan S = C + (N – U) tan 

4. Faktor keamanan dari bidang luncur yang bersangkutan adalah perbandingan antara jumlah semua kekuatan pendorong dan jumlah semua kekuatan penahan yang berkeja pada bidang luncur tersebut, seperti persamaan sebagai berikut ini: F s



 S  C  ( N U ) tan   T  Sin 

b. Metode irisan bidang luncur kombinasi Pada metode ini, garis luncur tidak berbentuk lingkaran, tetapi terdiri dari garis yang patah-patah. Metode ini dikembangkan oleh Wedge dan Fellenius dengan masing-masing karakteristika sendiri, sehingga kedua jenis perhitungan tersebut, diberi nama Metode Wedge dan Metode Fellenius.

Karakteristik rencana teknis untuk perhitungan stabilitas bendungan Metode Wedge. Karakteristika

Berat Jenis

Sudut geser dalam

Angka Kohesi

Teknis

(t/m3)

(  )

(C)

NURLELI

105 81 2585 15


L

JURUSAN


Zone kedap air

1,80

17 - 00’

4,0

Zone transisi

1,95

20 - 00’

3,0

Lapisan pondasi

1,80

0

4,0

yang lemah

Karakteristika rencana teknis untuk perhitungan stabilitas bendungan Metode Fellenius. Karakteristika

Berat Jenis

Sudut geser dalam

Teknis

(t/m)

(  )

Angka Kohesi (C)

Zone kedap air

1,80

17 - 00’

4,0

Zone sembarangan

1,95

25 - 00’

4,0

3. Stabilitas bendungan terhadap aliran filtrasi Baik

tubuh

bendungan

maupun

pondasinya

diharuskan

mampu

mempertahankan diri dari gaya-gaya yang ditimbulkan oleh adanya aliran filtrasi yang mengalir di celah-celah antara butiran-butiran tanah pembentuk tubuh bendungan dan pondasi tersebut. Untuk mengetahui kemampuan daya tahan tubuh bendung serta pondasinya terhadap gaya-gaya tersebut di atas, maka diperlukan penelitian-penelitian pada halhal sebagai berikut: 1. Formasi garis defresi (seepage line formation) dalam tubuh bendungan dengan elevasi tertentu permukaan air dalam waduk yang direncanakan. 2. Kapasitas air filtrasi yang mengalir melalui tubuh bendungan dan pondasinya. 3. Kemungkinan terjadinya gejala suposi (piping) yang disebabkan oleh gaya-gaya hydrodinamika dalam aliran air filtrasi.

NURLELI

105 81 2585 15

L

JURUSAN


a.

Formasi garis depresi. Formasi garis defresi pada zonal kedap air suatu bendungan dapat diperoleh dengan metode Casagrade. Apabila angka permeabilitas vertikal (k V) berbeda dengan angka permeabilitas horizontal (k h), maka akan terjadi deformasi garis depresi dengan mengurangi koordinat horizontal sebesar.

k v / k h kali.

b. Pembuatan jaringan trayektori aliran filtrasi ( seepage flow-net ) Berbagai metode telah dikembangkan untuk membuat jaringan trayektori filtrasi bendungan urugan dengan metode yang paling sesuai dan sederhana adalah metode

garis

yang

diperkenalkan

oleh

Forchheimer (forcehheimer’s

diagrammatical solution). Akan tetapi metode ini mempunyai kelemahan yang cukup menonjol, dimana penggunaannya akan mencapai hasil yang baik, hanya oleh tangan ahli cukup berpengalaman. Untuk menggambar jaringan trayektori aliran filtrasi melaui sebuah bendungan supaya diperhatikan hal-hal sebagai berikut : 1. Trayektori aliran filtrasi dengan garis equi-potensial berpotongan secara tegak lurus, sehingga akan membentuk bidang-bidang yang mendekati bentuk-bentuk bujur sangkar atau persegi panjang. 2. Jadi apabila diperhatikan bentuk bidang ABCD hanya mendekati bentuk bujur sangkar, akan tetapi apabila dibagi-bagi lagi menjadi bagian yang lebih kecil, maka bentuk bujur sangkarnya akan semakin nyata. 3. Biasanya bidang-bidang yang terbentuk oleh pertolongan trayektori aliran filtrasi dengan garis-garis equi-potensial tersebut diatas lebih mendekati bentuk-bentuk persegi panjang dan pada semua persegi panjang yang terjadi, perbandingan antara sisi pendek dan sisi panjangnya mendekati harga yang sama. 4. Pada bidang dibawah tekanan atmosfir, dimana aliran filtrasi tersembul keluar, bukan merupakan trayektori aliran filtrasi dan bukan pula merupakan garis equi-potensial karenanya tidak akan terbentuk bidang-bidang berbentuk persegi panjang dan trayektori aliran filtrasi dengan permukaan tersebut tidak akan berpotongan secara vertical.

NURLELI

105 81 2585 15


L

JURUSAN


5. Garis depresi yang berpotongan dengan bidang dibawah tekanan atmosfir (titik tertinggi tersembulnya aliran filtrasi. 6. Titik perpotongan antar garis-garis equipotensial dengan garis depresi adalah dengan interval (h) yang diperoleh dengan membagi tinggi tekanan air (perbedaan antara elevasi permukaan air dalam waduk dan permukaan air dibagian hilir bendungan) dengan suatu bidang integer (bilangan bulat).

c.

Kapasitas aliran filtrasi. Kapasitas aliran filtrasi adalah kapasitas rembesan air yang mengalir ke hilir melalui tubuh dan pondasi bendungan.Kapasitas filtrasi suatu bendungan mempunyai batas-batas tertentu yang mana apabila kapasitas filtrasi melampaui batas tersebut, maka kehilangan air yang terjadi cukup besar, disamping itu kapasitas filtrasi yang besar dapat menimbulkan gejala suposi (piping) dan gejala sembulan (boiling) yang sangat membahayakan kestabilan tubuh bendungan. Untuk memperkirakan besarnya kapasitas filtrasi suatu bendungan (baik yang melalui tubuh bendungan mampu yang melalui lapisan pondasi) dapat dilakukan dengan menggunakan jaringan trayektori aliran filtrasi atau dengan menggunakan rumus-rumus empiris.

Apabila bahan pembentuk tubuh dan pondasi bendungan mempunyai harga k v dan k h yang berbeda, maka untuk menghitung kapasitas aliran filtrasi dilakukan dengan harga k yang telah dimidifisir ( k ) Harga k dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut: Dimana: k

= Koefisien Filterasi yang dimodifir

k h = Koefisien filtrasi horizontal k v= Koefisien filtarsi vertical

NURLELI

105 81 2585 15

L

JURUSAN


Memperkirakan besarnya kapasitas yang mengalir melalui tubuh dan pondasi bendungan didasarkan pada jaringan trayektori aliran filtrasi, dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

Q f



N f N p

K . H . L

Dimana: Qf = kapasitas aliran filtrasi (Kapasitas rembesan) Nf = Angka pembagi dari garis trayektori aliran filtrasi. NP = Angka pembagi dari garis equi-potensial K = koefisien filtrasi H = Tinggi tekanan air total L = Panjang profil melintang tubuh bendungan.

NURLELI

105 81 2585 15


L

JURUSAN


BAB III ANALISA PERHITUNGAN PERENCANAAN BENDUNGAN ZONAL DENGAN INTI VERTIKAL



Perhitungan Tampungan Waduk

a) Perhitungan volume genangan Berdasarkan peta topografi yang ada pada soal dengan skala 1 : 100, ada beberapa cara menghitung luas genangan yaitu : 1. Dengan menggunakan planimeter 2. Dengan menggunakan program Auto Cad 3. Menghitung secara manual Untuk menghitung luas genangan tersebut maka kami mengambil cara menghitung dengan manual.Volume tampungan yang dibatasi oleh 2 garis kontur Rumus :

V 105

V = 1  3

F 1 . F 2 . 

1 

3

F 1 . F 2



.5. F 100

 F 105 

F 100 . F 105



……….. Teknik Bendungan (hal. 226)

Dimana : V

= Volume tampungan (m2)

x

= Beda tinggi kontur (m)

F1

= Luas yang dibatasi kontur 1 (km2)

F2

= Luas yang dibatasi kontur 2 (km2)

Untuk mencari beda tinggi kontur pada perhitungan volume tampungan bendungan maka rumus yang digunakan adalah sebagai berikut :

NURLELI

105 81 2585 15


L

JURUSAN


x 

= Elevasi 2 – Elevasi 1

Desain Hidrolis Bendungan

b) Tinggi Muka Air a. Tinggi muka air banjir (ho) Rumus : ho = El. MAB – El. Ds Dimana : ho

= Tinggi muka air banjir (m)

El. MAB

= Elevasi muka air banjir (m)

El. Ds

= Elevasi dasar kontur (m)

b. Tinggi muka air normal (h) Tinggi muka air normal ditentukan berdasarkan pada kapasitas tampungan waduk dan debit banjir sungai. Maka untuk menghitung muka air normal terlebih dahulu kita harus mendapatkan debit banjir maximum (Q 500) dan elevasi, kemudian untuk menghitung nilai elevasi Muka Air Normal (MAN) kita gunakan rumus interpolasi, adapun rumus interpolasi adalah sebagai berikut : Rumus : h1 = El. MAN – El. Ds Dimana : h1 = Tinggi Muka Air Normal (m) El. MAN= Elevasi Muka air normal; Dimana diambil dengan menggunakan rumus Interpolasi dari elevasi kontur F4 dengan F5. (m)

NURLELI

105 81 2585 15


L

JURUSAN


El. Ds= Elevasi dasar kontur (m)



Dimensi Hidrolis Bendungan a.

Type bendungan Bendungan zonal dengan inti vertikal

b. Dalam mendimensi hidrolis bendungan terlebih dahulu kita harus menghitung tinggi jagaan, adapun rumus untuk menghitung tinggi jagaan pada bendungan adalah sebagai berikut : Hw

=

hw1 + hw2 + hw3 + hc + hi + ha

Dimana : hw=Tinggi jagaan (m)

 V 2 . F hw1=Tinggi gelombang angin   K . d

 Cos A 

Dimana : V

= Kecepatan angin diatas air : 50 Mpa : 80.465 Km/ perjam : 22.351

F

= Jarak normal dari waduk kehulu tubuh bendung : 2.556 m

K

=

Angka koefisien gempa bumi : 62

D

=

Dalamnya waduk rata-rata 10 m

hw2

= Tinggi gelombang diatas angin 0.34 F





 0.76

F

Dimana : F

= Jarak normal dari waduk kehulu tubuh bendung : 2.556 m

hw3

=Tinggi gelombang yang merambat kehulu : 0.65 m

NURLELI

105 81 2585 15


L

JURUSAN


hc

=Tinggi gelombang akibat gaya gempa bumi

K . t 2



g . ho

Dimana : K

= Koefisien gempa bumi : 0.20

T

= Waktu terjadinya gelombang gempa bumi : 1 dtk

ho

= Dalamnya waduk rata-rata : 10 m

g

= Gaya grafitasi bumi : 9.81 m/dtk

hi

= Tinggi keamanan sebagai akibat type bendungan: 0.50 m

ha

= Tinggi keamanan terhadap macatnya pembukaan pintu air pada bangunan pelimpah : 0.50 m Didasarkan pada tinggi bendungan yang direncanakan, maka angka standar

tinggi jagaan pada bendungan urugan adalah sebagai berikut: 

Lebar rendah dari Hf ≥2.00 m



Tinggi antara 50 – 100 = > 3.00 m



Lebih Tinggi dari 100 m Hf = > 3.50 m Sedangkan untuk menghitung tinggi bendungan maka digunakan rumus

adalah sebagai berikut : H =

ho + hw

Dimana: H

= Tinggi bendungan

ho

= Tinggi muka air banjir

hw = Tinggi jagaan Untuk menghitung lebar puncak bendungan digunakan rumus sebagai berikut : b = 3.6 x H 1/3 – 3.0

NURLELI

……………..Teknik Bendungan (hal. 174)

105 81 2585 15


L

JURUSAN


Dimana : b

=Lebar puncak bendungan

H

= Tinggi bendungan

Untuk perhitungan garis depresi digunakan rumus : d

=

0.3 L1 + L2 ………………….Teknik Bendungan (hal. 158) Dimana : d

=

Jarak horizontal antara titik B2 dan A

L1

=

Jarak horizontal antara titik B dan E

L2

=

Jarak horizontal antara B dan A

h

Y o =

2



2

d



d


Dimana : Yo

=

Jarak antara titik A dan perpotongan garis depresi dengan garis A yang arahnya vertikal.

h

=

Jarak vertikal antara titik A dan B

d

=

Jarak horizontal antara titik B2 dan A

2. y0 . X 

Y=

2

y0


Dimana : Y h0 =

NURLELI

=

Sumbu Vertikal Jarak antara titik A dan perpotongan garis depresi dengan

105 81 2585 15


L

JURUSAN


garis A yang arahnya vertikal. X

=

Sumbu Horizontal

Untuk menghitung perhitungan stabilitas lereng bendungan saat selesai dibangun dengan maka kita menggunakan rumus dibawah ini: L1 =

m . H

Dimana : M

=

Lereng dihulu (1 : 2 )

H

=

Tinggi bendungan (m)

Sedangkan untuk perhitungan stabilitas lereng bendungan pada saat muka air banjir maka kita menggunakan rumus dibawah ini : h1 =

H – hw

Dimana : H

=

hw =

Tinggi bendungan (m) Tinggi jagaan (m) Tg i = H /. L1

Dimana : Tg =

Nilai tangen H

AB =

sin .i

Dimana : AB = Jarak miring antara titik E dan B i

NURLELI

= Sudut yang terbentuk di titik E

105 81 2585 15

TEORI BENDUNGAN 1

Recommend Documents