Mercu Bendung TINJAUAN PUSTAKA

150

3.9 Mercu Bendung

3.9.1 Definisi dan Fungsi Mercu Bendung yaitu begian teratas tubuh bendung dimana aliran dari udik dapat melimpah ke hilir. Fungsinya sebagai penentu tinggi muka air minimum di sungai bagian udik bendung; sebagai pelimpah aliran sungai. Letak mercu sungai bersama-sama tubuh bendung diusahakan tegak lurus arah aliran sungai agar aliran yang menuju bendung terbagi merata. 3.9.2 Bentuk Mercu Bendung Bentuk mercu bendung tetap:  Mercu bulat dengan satu jari-jari pembulatan,  Mercu bulat dengan dua jari-jari pembulatan,  Mercu Tipe Ogee Gambar 3.14, SAP, dan  Mercu Ambang Lebar Bentuk mercu bendung yang lazim digunakan di Indonesia yaitu berbentuk bulat. Hal ini dikarenakan:  Bentuknya sederhana sehingga mudah dalam pelaksanaan,  Mempunyai bentuk mercu yang besar, sehingga lebih tahan terhadap benturan batu gelondongan, bongkah.  Tahan terhadap goresan atau abrasi karena mercu bendung diperkuat oleh pasangan batu candi atau beton.  Pengaruh kavitasi hampir tidak ada atau tidak begitu besar asalkan radius mercu bendung memenuhi syarat minimum yaitu 0.7 h R h. Universitas Sumatera Utara 151 Bendung mercu bulat Gambar 3.15 memiliki harga koefisien debit yang jauh lebih tinggi dibanding dengan koefisien bendung ambang lebar. Karena itu bendung ambang lebar hampir tidak digunakan lagi pemakaiannya. Gambar 3.14 Bentuk Mercu Ogee Drs. Erman Mawardi, Dipl.AIT dan Ir Moch.Memed Dipl. H.E,APU,tahun2002 Gambar 3.15 Betuk Mercu Bulat Desain Hidraulik Bendung Tetap untuk Irigasi Teknik, hal 41 3.9.3 Tinggi Mercu Bendung Tinggi mercu bendung “p” seperti pada Gambar 3.16, yaitu ketinggian antara elevasi lantai udik dasar sungai di udik bendung dan elevasi bendung. Dalam penentuan ketinggian mercu bendung ini, belum ada rumus yang pasti. Hanya berdasarkan pengalaman dengan pertimbangan stabilitas bendung. Universitas Sumatera Utara 152 Dalam menentukan tinggi bandung harus dipertimbangkan terhadap:  Kebutuhan penyadapan untuk memperoleh debit dan tinggi tekan,  Kebutuhan tinggi energi untuk pembilasan,  Tinggi muka air genangan yang akan terjadi,  Kesempurnaan aliran pada bendung, kebutuhan pengendalian angkutan sedimen yang terjadi di bendung. Gambar 3.16 Pengaturan Tinggi Mercu Bendung, p, dari Lantai Udik Drs. Erman Mawardi, Dipl.AIT dan Ir Moch.Memed Dipl. H.E,APU,tahun2002 Tinggi mercu bendung “p” dianjurkan tidak melebihi dari 4,00 meter dan minimum 0.5 H. Jika, p, lebih tinggi 4,00 meter yang biasa terjadi untuk bendung- bendung dengan lokasi di sudetan maka elevasi dasar lantai udik dapat diletakkan lebih tinggi dari dasar sungai. Dalam perhitungan tinggi muka air diatas mercu bendung yang menggunakan rumus Bundschu dan Verwoerd,maka harga-harga, tinggi mercu, p, dan jari-jari mercu,R, harus ditetapkan terlebih dahulu. Karena hal itu akan saling terkait. Perhatikan rumus berikut: m = 1.49 - 0.018 5 – h 2 3.35 R Universitas Sumatera Utara 153 K = 4 m2 . h3 1 3.36 27 h + p Dimana: k = tinggi kecepatan aliran h = tinggi muka air diudik bendung m = koefisien pengaliran bendung p = tinggi mercu bendung ke dasar sungai R = Jari-jari pembulatan mercu bendung. 3.9.4 Panjang Mercu Bendung Panjang mercu bendung atau disebut pula lebar bentang bendung, yaitu jarak antara dua tembok pangkal abutment, termasuk lebar bangunan pembilas dan pilar-pilarnya. Dan ini disebut panjang mercu bruto. Dalam penentuan panjang mercu bendung, maka harus diperhitungkan terhadap:  Kemampuan melewatkan debit desain dengan tinggi jagaan yang cukup,  Batasan tinggi muka air genangan maksimum yang diijinkan pada debit desain. Berdasarkan dengan itu panjang mercu bendung dapat ditentukan:  Sama leber dengan lebar rata-rata sungai stabil atau pada debit penuh alur bank full discharge , umumnya diambil sebesar 1, 2 kali lebar sungai rata, pada ruas sungai yang telah stabil. Pengambilan panjang mercu bendung tidak boleh terlalu pendek dan tidak pula terlalu lebar. Bila desain panjang mercu bendung terlalu pendek akan memberikan tinggi muka air diatas mercu lebih tinggi. Akibatnya tanggul banji di Universitas Sumatera Utara 154 udik akan bertambah tinggi pula. Demikian pula genangan banjir akan bertambah luas.sebaliknya bila terlalu lebar akan mengakibatkan profil sungai bertambah lebar pula sehingga akan menambah pengendapan sedimen di udik bendung yang akan menimbulkan gangguan penyadapan aliran ke intake. 3.9.5 Panjang Mercu Bendung Efektif Panjang mercu bendung efektif , Be, yaitu panjang mercu bendung bruto, Bb, dikurangi dengan lebar pilar dan pintu pembilas seperti pada Gambar 3.17, artinya panjang mercu bendung yang efektif melewatkan debit banjir desain. Panjang mercu bendung efektif lebih pendek daripada panjang mercu bendung bruto. Dalam penentuan panjang mercu bendung efektif harus diketahui bagaimana pintu-pintu pembilasbendung dioperasikan. Sudah merupakan salah saru ketentuan dalam pengoperasian pintu-pintu pembilas dan intake waktu banjir harus ditutup. Sehingga tidak ada aliran yang lewat bawah pintu pembilas. Dan aliran yang melimpah melalui pintu bilas atas tidak semulus dibandingkan dengan aliran yang melimpah melalui mercu bendung. Karena itu kapasitas melewati atas pintu pembilas biasanya diambil sebesar 80 dari panjang rencana,untuk mengkompensasi perbedaan koefisien debit dibandingkan dengan mercu bendung. Gambar 3.17 Pengaturan Panjang Mercu Drs. Erman Mawardi, Dipl.AIT dan Ir Moch.Memed Dipl. H.E,APU,tahun2002 Universitas Sumatera Utara 155 Bendung yang dibangun dijaman pemerintahan Belanda umumnya bagian diatas pintu pembilas ditutup oleh dinding banjir, karena itu tidak ada aliran yang melewati atas pintu. Sehingga tidak dapat dihitung untuk melimpahkan aliran. Kini hampir tidak ada desain bagian atas pintu bilas yang tertutup. Bila bagian atas pintu pembilas dibuka terbuka tanpa dinding banjir maka akan memperbesar kapasitas pelimpah bendung karena air dapat mengalir melalui atas pintu, yang tertutup selama banjir. Selain itu pembuangan sampah- sampahyang mengapung diudik dapat dilakukan dengan mudah, terlebih bila pintu bilas atas dan pintu bilas bawah. Tetapi kelemahannya benda-benda padat yang hanyut dapat merusak bagian pintu. Dan angkutan sedimen akan lebih banyak berada di udik pintu bilas yang terangkut oleh aliran banjir. Pilar-pilar pembilas bendung, t, dan bila ada pilar-pilar jembatan yang ditempatkan diatas mercu bendungyang menghalangi pengaliran harus diperhitungakan terhadap pelimpahan aliran. Panjang mercu bendung efektif dapat dihitung dengan cara yaitu:  Be = Bb – 20 b - t 3.37  Be = Bb – 2 n kp + ka H 3.38 Dimana: Be = Panjang mercu bendung efektif dalam meter Bb = Panjang mercu bruto dalam meter b = Jumlah lebar pembilas t = Jumlah pilar-pilar pembilas n = julah pilar pembilas dan pilar jembatan kp = koefisien kontraksi pilar Universitas Sumatera Utara 156 ka = kontraksi pangkal bendung H = tinggi energi, yaitu h + k ; h = tinggi air; k = V 2 2g 3.9.6 Penentuan Elevasi Mercu Bendung 3.9.6.1 Pertimbangan dan Kriteria Penentuan Elevasi Mercu Elevasi mercu bendung ditentukan berdasarkan beberapa pertimbangan: a. Elevasi sawah tertinggi yang akan diairi, b. Keadaan tinggi air di sawah, c. Kehilangan tekanan mulai dari intake sampai dengan saluran tersier ditambah dengan kehilangan tekanan akibat exploitasi, d. Tekanan yang diperlukan agar dapat membilas sedimen di undersluice dan kantong sedimen, e. Pengaruh elevasi mercu bendung terhadap panjang bendung untuk mengalirkan debit banjir rencana, f. Untuk mendapatkan sifat aliran sempurna. 3.9.6.2 Kriteria lain yang harus dipenuhi dalam penentuan elevasi bendung antara lain, yaitu:  Harus terpenuhi pencapaian pengaliran air ke seluruh wilayah pengaliran,  Perkiraan respon morfologi sungai dibagian udik dan hilir terhadap bendung pada elevasi tersebut,  Kestabilan bangunan secara keseluruhan, biaya pembangunan, dengan tidak menutup kemungkinan pemilihan lokasi lain. Universitas Sumatera Utara 157

3.10 Bangunan Peredam Energi