ANALISA PERHITUNGAN BENDUNG TETAP

 Analisa Perencanaan Bendung Tetap

a.      Analisa hidrolis bendung

1.      Peil Mercu

Pada saat muka air sungai mencapai peil mercu, yaitu setinggi mercu

bendung, maka karena kemungkinan adanya gelombang, sehingga airnya

akan melimpah mercu.

Dalam hal ini berarti bahwa peil air normal sebenarnya tidak lagi

setinggi mercu bendung, tetapi kurang dari itu, dan ditaksir 10 cm di

bawahnya. Karena itu dalam eksploitasi dan dalam perhitungan pintu intake

dianggap bahwa peil air normal sungai adalah 10 cm di bawah peil mercu.

2.      Tinggi Bendung

Yang dimaksud dengan tinggi bendung disini adalah jarak antara lantai

muka bendung sampai puncak bendung (P). Dalam hal ini belum ada

ketentuan yang tegas mengenai harga P. Tetapi dilihat dari segi stabilitas

bendung, maka dapatlah dianjurkan agar P £ 4 m dengan P = 0,5 H1.

Dimana H1 adalah tinggi energi air diatas mercu.

Mengenai peil lantai muka bendung, agar tidak merubah terlalu

banyak sifat pengalirannya diambil peil dasar sungai di tempat rencana

bendungan. 

3.      Lebar Bendung

Yang dimaksud dengan lebar bendung adalah jarak antar tembok

pangkal pada suatu sisi dan tembok pangkal di sisi yang lain.

Lebar (bentangan) bendungan, harus direncanakan rupa, agar air

banjir dapat melintasinya. Untuk itu, dianjurkan agar lebar maksimum

bendung hendaknya tidak lebih dari 1,2 kali lebar rata-rata sungai ada ruas

yang stabil.

1.      Lebar efektif bendung

Lebar bendung yang berfungsi untuk melewatkan debit air disebut

lebar efektif, yaitu hasil pengurangan lebar bendung sesungguhnya dengan

jumlah seluruh kontraksi yang timbul pada aliran air yang melintasi mercu

bendung tersebut.

Rumus yang dipergunakan untuk menghitung lebar efektif bendung

(Bef) (Civil Engineering Department US. Army) adalah :

Bef = B – 2 (n . Kp + Ka) . H1 …………………………….(3.28)

Dimana:

Bef = Lebar efektif bendung (m)

B = Lebar mercu bendung sebenarnya (m)

Kp = Koefisien kontraksi pada pilar

Ka = Koefisien kontraksi pada pangkalan bendung

H1 = Tinggi energi di atas mercu bendung (m)

n = Jumlah pilar-pilar

Harga-harga koefisien kontraksi pada pilar (Kp) dan pangkalan

bendung (Ka) dapat dilihat pada table 1.22 dan 1.23.

2.      Tebal Pilar

Tebal pilar tergantung dari lebar pintu pembilas serta tingginya pilar

itu sendiri dengan tebal minimum 1 (pembilas).

3.      Pintu Penguras (pembilas)

Pintu penguras bendung befungsi untuk menguras bahan-bahan

endapan, maka pintu harus dibuka pada penguras. Dimana ukuran pintu

penguras tidak boleh terlalu kecil atau terlalu besar, agar memudahkan

dalam pengoperasiannya.

Sebagai standar dalam menentukan lebar pintu penguras diambil nilai

yang terbesar dari harga di bawah ini.

-          1/10 lebar bersih bendung

-          60 % dari lebar total pintu intake

Dalam perencanaan ini dihitungkan terhadap dua keadaan air normal

dan keadaan air banjir. Dan unutk bendung yang dilengkapi dengan under

struier, penguras terjadi dua bagian, yaitu pintu setinggi understruier dan

pintu dibuka penuh.

Besarnya kapasitas penguras dapat dihitung dengan rumus

berikut:

Qp = K . m . a . Bp . b 2 . q . h1 ………………………….. (3.29)

Qp = Debit penguras (m3/det)

K = Faktor aliran tenggelam (lampiran)

m = Koefisien bukaan pintu (m)

a = Tinggi bukaan pintu (m)

q = Percepatan gravitasi (9,81 m/det3)

h1 = Kedalaman air diendapkan pintu diatas ambang (m)

Sedangkan besarnya diameter yang dapat dibilas adalah:

Vc = 1,5 . C d …………………………………………… (3.30)

Vc = Kecepatan kiritis yang diperlukan untuk penguras (m/det)

C = Koefisien gerak penguras berkisar antara 3,2 sampai 5,5

d = Diameter terbesar dari endapan (m)

4.      Bentuk Penampang Hidrolis Bendung

Penentuan bentuk penampang lintang bendung, disesuaikan dengan

lengkung bagian bawah dari suatu berkas aliran yang melintas bendung tipis

(bermercu tipis) dan dengan koordinat setiap titik pada permukaan bendung.

Rumus-rumus yang digunakan untuk menghitung bentunk penampang

lintang bendung dengan metode Civil Engineering Department US. Army;

terdiri dari 2 (dua) bagian sebagai beriku:

1.      Penampang lintang di sebelah hilir dari titik tertinggi mercu bendung

lengkung.

Harold dapat diperoleh dengan rumus sebagai berikut:

X1,85 = 2 . h10,85 . y …………………………………. (3.31)

Dimana:

H1 = Tinggi tekanan air rencana (m)

X = Jarak horizontal dari titik tertinggi mercu bendung ke

titik permukaan mercu sebelah hilir (m).

Y = Jarak vertical dari titik tertinggi mercu bendung ke

titik permukaan mercu sebelah hilirnya (m).

Bagian yang lebih ke hilir dari lengkung yang diperoleh dilanjutkan

secara kontinu dengan suatu lengkungan yang dapat diperoleh dengan

mendeferensialkan rumus (3.31) tersebut, sehingga dihasilkan bentuk rumus

sebagai berikut:

Y = 0,925/m0,85 . X0,85 ………………………….. (3.32)

Titik permulaan daripada lengkung ini dapat pula dihitung dengan

rumus:

Y = 1,096 . h1 . Y0,85 ……………………………. (3.33)

2.      Penampang lintang di sebelah udik dari titik tertinggi mercu bendung dapat

diperoleh dengan cara:

Jari-jari cekungan (R) dibuat ½ s/d 1/3 tinggi bendung dan bersambung

dengan lantai lindungan hilir secara garis singgung.

Kapasitas pengaliran diatas bendung dapat dihitung dengan rumus:

Q = Dd . 2/3 . 3/3 . q . Bef . H11,5 ……………. (3.34)

Dimana:

Q = Debit (m/det)

Cd = Koefisien debit (Cd = 2,20 – 0,0416 . (H1/p)0,9900)

5.      Analisa Pintu Pengambilan (Intake)

Besar bukaan pintu pengambilan tergantung kepada kecepatan aliran

masuk yang diizinkan. Kecepatan ini tergantung kepada ukuran butir bahan

yang dapat diangkut.

Dengan kecepatan masuk sebesar 1,0 – 2,0 m/det yang merupakan

besar perencanaan normal, dapat diharapkan bahwa butir-butir berdiameter

0,01 sampai 0,04 dapat masuk.

Sehingga dimensi lubang intake dapat dihitung dengan rumus:

Qs = m . b . a . 2 . q . Z ………………………… (3.35)

Dimana:

Qs = Debit (m3/det)

m = Koefisien debit (untuk bukaan dibawah permukaan air

dengan kehilangan tinggi energi kecil = 0,8)

b = Lebar bukaan (m)

a = Tinggi bukaan (m)

q = Percepatan gravitasi (9,81 m/det2)

Z = Kehilangan tinggi energi pada bukaan (m)

Untuk debit rencana saluran (Qs) dapat dihitung dengan persamaan:

Qs = C . NFR . A / e ……………………………... (3.35)

C = Koefisien (c = 1)

NFR = Kebutuhan bersih air di sawah (l/det/ha)

A = Luas daerah yang dialiri (ha)

e = Koefisien irigasi secara keseluruhan (e = et . e sep)

yaitu antara 0,59 – 0,73.

Elevasi mercu bendung direncanakan 0,10 diatas elevasi pengambilan

untuk mencegah kehilanganair pada bendung akibat gelombang.

Elevasi ambang bangunan pengambilan ditentukan dari tinggi dari

dasar sungai. Ambang direncanakan diatas dasar dengan ketentuan sebagai

berikut:

-          0,50 m jika sungai hanya mengangkut lanau

-          1,00 m jika sungai juga mengangkut pasir dengan kerikil

-          1,50 m jika sungai mengangkut batu-batu bongkah.