Tinggi Air Banjir Rencana Setelah Adanya Bendung

b. Tinggi Air Banjir Rencana Setelah Adanya Bendung

Fungsi bendung untuk menaikkan elevasi muka air sangat berpengaruh terhadap tinggi muka air banjir. Untuk menghitung tinggi muka air banjir rencana digunakan persamaan debit untuk bendung. Sementara penentuan tinggi He dilakukan dengan cara coba-coba. Data-data bendung:  Debit banjir Debit banjir rencana 50 tahun Q 50 = 1199,099m 3 detik  Elevasi dasar bendung = + 40,50 m  Elevasi puncak mercu = + 43,40 m  Lebar bruto bendung B = 128,20 m  Lebar pintu pembilas = 6,50 m  Jumlah pintu pembilas = 3 buah  Lebar pilar pembilas = 2,50 m  Jumlah pilar pembilas = 3 buah  Fish Lodder = 3,40 m  Koefisien kontraksi bendung Ka = 0,10 untuk pangkal bendung bulat dengan tembok hulu 90 ke arah aliran dengan 0,5 H 1 r 0,15 H 1  Koefisien kontraksi pilar Kp = 0,01 untuk pilar berujung bulat  Lebar netto bendung B 1 = 128,20 – {3 X 6,50 + 3 X 2,50 + 3,4} = 97,80 m Universitas Sumatera Utara Muka air rencana dapat ditentukan dari rumus debit bendung : 2 3 1 . . 3 2 3 2 H Be g Cd Q = Koefisien debit efektif Cd didapat dari hasil kali C x C 1 x C 2 Nilai C x C 1 x C 2 didapat dari grafik harga koefisen untuk bendung ogee Standar Perencanaan Irigasi KP-02 hal 49 2 1 . , C C C Cd = - C adalah konstanta = 1,30 - C 1 adalah fungsi PHd dan H 1 Hd - C 2 adalah faktor koreksi untuk permukaan hulu Untuk bendung sungai ular dengan bentuk hulu vertikal niali C 2 tidak digunakan. Lebar efektif bendung dihitung dengan persamaan: Be = B 1 – 2.n.Kp + Ka.H 1 Be =97,80 – 2.3.0,01+0,1H 1 Sebagai langkah awal, misalkan Cd = 1,287 maka, 2 3 1 1 }. 1 , 01 , . 3 . 2 80 , 97 .{ 81 , 9 . 3 2 . 287 , 1 . 3 2 H H Q + − = Selanjutnya dilakukan coba-coba untuk nilai H 1 hingga nilai Q yang didapat ≈Q banjir rencana 50 tahun. Perhitungan nilai H 1 dapat dilihat pada tabel 5.2. Universitas Sumatera Utara Tabel 5.2. Perhitungan Tinggi Energi H 1 Setelah Adanya Bendung No H1 H1Hd PH1 C C 1 C 2 C d Be Q Keterangan m m m 3 dt 1 2,000 1,129 1,450 1,300 0,940 1,000 1,222 97,280 573,241 coba lagi 2 2,880 1,086 1,007 1,300 0,982 1,000 1,277 97,051 1032,536 coba lagi 3 3,000 1,083 0,967 1,300 0,986 1,000 1,282 97,020 1101,694 coba lagi 4 3,167 1,078 0,916 1,300 0,990 1,000 1,287 96,977 1199,098 Oke 5 3,417 1,072 0,849 1,300 0,990 1,000 1,287 96,912 1342,961 coba lagi Dari perhitungan hasil H 1 dan Q, maka didapat nilai H 1 = 3,167 m. Maka, tinggi energi yang terjadi adalah 3,167 m. Elevasi tinggi energi = 43,40 + 3,167 = 46,567 m Tinggi air di atas mercu: Q = 1199,099 m 3 detik Be = 96,937 m q = 937 , 96 099 , 1199 q = 12,365 m 3 detm H 1 = 3,167 m Universitas Sumatera Utara v = Hd P q + = 9 , 2 365 , 12 Hd + Hd = H 1 – Ha = 3,167 - Ha v = [ ] 1 Ha H P q − + = [ ] 167 , 3 9 , 2 365 , 12 Ha − + Ha = g v . 2 2 Perhitungan nilai Ha selanjutnya dilakukan dengan cara coba-coba, dan ringkasan perhitungan dapat dilihat pada tabel 5.3. Tabel 5.3. Perhitungan Nilai Ha No Ha v Ha’ 1 0,2271 2,117 0,2285 coba lagi 2 0,2276 2,118 0,2286 coba lagi Universitas Sumatera Utara 3 0,2281 2,118 0,2286 coba lagi 4 0,2286 2,118 0,2286 oke 5 0,2291 2,118 0,2287 coba lagi 6 0,2296 2,118 0,2287 coba lagi Tinggi air sebenarnya Hd Ha Hd H + = 1 2286 , 167 , 3 + = Hd 2286 , 167 , 3 − = Hd 938 , 2 = Hd m Elevasi muka air banjir di atas mercu = 43,40 + 2,938 = 46,338 m Tinggi air di hilir bendung . 5 , . . 2 1 1 z H g v + = 408 , 7 317 , 3 . 5 , . 81 , 9 . 2 1 + = v = 13,337 mdetik q = v 1 . Y U Universitas Sumatera Utara 12,365 = 13,337. Y U Y U = 337 , 13 365 , 12 = 0,927 m Fr = U Y g v . = 927 , . 81 , 9 337 , 13 = 4,422 1 8 1 5 , 2 2 − + = Fr Y Y U 927 , . 1 422 , 4 8 1 5 , 2 2 − + = Y = 5,815 m H 2 = Y 2 + g v . 2 2 = 5,815 + 81 , 9 . 2 337 , 13 = 6,495 m Universitas Sumatera Utara Gambar 5.1. Sketsa Tinggi Muka Air Banjir Sungai Setelah Adanya Bendung Perhitungan tinggi muka air banjir setelah adanya bendung dihitung dengan metode standard step method. Dimana elevasi muka air mula-mula diperkirakan setinggi 46,43 m untuk mendapatkan tinggi energi sesuai dengan perhitungan dengan rumus debit bendung. Perhitungan tinggi muka air banjir setelah adanya bendung dapat dilihat pada tabel 5.4. Universitas Sumatera Utara Tabel 5.4. Perhitungan Tinggi Energi H 1 Setelah Adanya Bendung dengan Metode Tahapan Standar Koefisien Manning ‘n’ = 0,04 Lebar Sungai penampang 1 sd 8 = 128,2 m Debit Rencana Q 50 = 1.199,1 m 3 detik 8 sd 13 = 99,4 m Gravitasi = 9,81 mdetik 2 13 sd 16 = 122,4 m Kemiringan talud V : H = 1 : 1 16 sd 18 = 103,2 m No Jarak dr Elev Dsr Elevasi Z A V V²2g H P R R43 Sf Sf L hf H1 Kontrol ΔH bndg sungai Muka Air 1 41,00 46,43 5,428 725,333 1,653 0,139 46,567 143,553 5,053 8,670 46,567 OK 2 50 41,02 46,43 5,348 714,145 1,679 0,144 46,574 143,325 4,983 8,510 0,000 0,000 50 0,005 46,572 OK 0,005 3 100 41,13 46,43 5,238 698,879 1,716 0,150 46,580 143,014 4,887 8,293 0,000 0,000 50 0,011 46,583 OK 0,011 150 41,57 46,43 4,798 638,056 1,879 0,180 46,610 141,769 4,501 7,431 0,001 0,001 50 0,013 46,596 No OK 0,013 4 150 41,57 46,42 4,788 636,678 1,883 0,181 46,601 141,741 4,492 7,411 0,001 0,001 50 0,013 46,596 OK 0,013 Universitas Sumatera Utara 200 41,51 47,42 5,848 783,843 1,530 0,119 47,539 144,739 5,416 9,510 0,000 0,000 50 0,011 46,607 No OK 0,011 5 200 41,51 46,43 4,858 646,327 1,855 0,175 46,605 141,939 4,554 7,547 0,001 0,001 50 0,014 46,610 OK 0,014 250 41,23 46,43 5,138 685,021 1,750 0,156 46,586 142,731 4,799 8,096 0,000 0,000 50 0,010 46,616 No OK 0,010 6 250 41,23 46,47 5,178 690,562 1,736 0,154 46,624 142,844 4,834 8,174 0,000 0,001 50 0,013 46,623 OK 0,013 300 41,04 47,47 6,368 856,859 1,399 0,100 47,570 146,210 5,860 10,566 0,000 0,000 50 0,009 46,625 No OK 0,009 7 300 41,04 46,49 5,388 719,703 1,666 0,141 46,631 143,438 5,018 8,590 0,000 0,000 50 0,011 46,633 OK 0,011 350 41,09 46,50 5,348 714,145 1,679 0,144 46,644 143,325 4,983 8,510 0,000 0,000 50 0,008 46,633 No OK 0,008 8 350 41,09 46,40 5,248 549,138 2,184 0,243 46,643 114,242 4,807 8,112 0,001 0,001 50 0,014 46,647 OK 0,014 9 400 41,24 46,41 5,107 533,772 2,246 0,257 46,667 113,846 4,689 7,847 0,001 0,001 50 0,019 46,666 OK 0,019 500 41,68 46,53 4,725 491,991 2,437 0,303 46,833 112,764 4,363 7,129 0,001 0,001 100 0,045 46,711 No OK 0,045 10 500 41,68 46,54 4,722 476,771 2,515 0,322 46,712 112,368 4,243 6,869 0,001 0,001 100 0,048 46,714 OK 0,048 600 42,23 46,55 4,195 434,581 2,759 0,388 46,938 111,265 3,906 6,151 0,002 0,001 100 0,063 46,775 No OK 0,063 11 600 42,23 46,56 4,197 414,137 2,895 0,427 46,787 110,728 3,740 5,806 0,002 0,001 100 0,072 46,786 OK 0,072 700 42,45 46,57 3,995 413,063 2,903 0,430 47,000 110,700 3,731 5,788 0,002 0,002 100 0,082 46,857 No OK 0,082 12 700 42,45 46,58 3,835 395,906 3,029 0,468 46,878 110,247 3,591 5,499 0,002 0,002 100 0,095 46,882 OK 0,095 800 42,78 46,58 3,675 378,801 3,166 0,511 47,091 109,794 3,450 5,213 0,002 0,002 100 0,103 46,961 No OK 0,103 Universitas Sumatera Utara 800 42,78 46,60 3,695 380,936 3,148 0,505 47,105 109,851 3,468 5,249 0,002 0,002 100 0,109 46,991 No OK 0,109 13 800 42,78 46,64 3,735 471,114 2,545 0,330 46,970 132,964 3,543 5,402 0,001 0,002 100 0,088 46,969 OK 0,088 1000 42,91 46,68 3,520 443,238 2,705 0,373 47,053 132,356 3,349 5,010 0,002 0,002 200 0,207 47,168 No OK 0,207 1000 42,91 46,72 3,560 448,418 2,674 0,364 47,084 132,469 3,385 5,083 0,002 0,002 200 0,202 47,192 No OK 0,202 14 1000 42,91 46,77 3,610 454,896 2,636 0,354 47,124 132,611 3,430 5,173 0,002 0,002 200 0,156 47,125 OK 0,156 1200 43,09 46,80 3,460 435,476 2,754 0,386 47,186 132,186 3,294 4,902 0,002 0,002 200 0,184 47,352 No OK 0,184 1200 43,09 46,85 3,510 441,944 2,713 0,375 47,225 132,328 3,340 4,992 0,002 0,002 200 0,176 47,369 No OK 0,176 15 1200 43,09 46,94 3,600 453,600 2,644 0,356 47,296 132,582 3,421 5,155 0,002 0,002 200 0,165 47,290 OK 0,165 1400 43,39 46,98 3,340 419,972 2,855 0,416 47,396 131,847 3,185 4,687 0,002 0,002 200 0,201 47,553 No OK 0,201 16 1400 43,39 46,94 3,300 351,450 3,412 0,593 47,533 112,534 3,123 4,565 0,003 0,002 200 0,239 47,530 OK 0,239 1600 43,42 47,00 3,330 354,745 3,380 0,582 47,582 112,619 3,150 4,618 0,003 0,003 200 0,258 47,811 No OK 0,258 1600 43,42 47,20 3,530 376,757 3,183 0,516 47,716 113,184 3,329 4,970 0,002 0,003 200 0,281 47,811 No OK 0,281 17 1600 43,42 47,32 3,650 390,003 3,075 0,482 47,802 113,524 3,435 5,184 0,002 0,003 200 0,268 47,798 OK 0,268 1700 42,93 47,40 4,345 467,283 2,566 0,336 47,736 115,490 4,046 6,447 0,001 0,002 100 0,107 47,918 No OK 0,107 18 1700 42,93 47,57 4,515 486,333 2,466 0,310 47,880 115,970 4,194 6,763 0,001 0,002 100 0,083 47,881 OK 0,083 Universitas Sumatera Utara Berdasarkan tabel 5.1. dan tabel 5.4. maka didapat elevasi muka air banjir sebelum adanya bendung dan sesudah adanya bendung. Elevasi muka air banjir ini selanjutnya dibandingkan untuk mengetahui sejauh mana pengaruh bendung terhadap kenaikan muka air banjir. Tabel 5.5. Perbandingan Tinggi Muka Air Banjir Sebelum dan Sesudah Adanya Bendung Dengan Metode Tahapan Standar Jarak dr Bendung Elevasi M.A.B. Sebelum Adanya bendung Elevasi M.A.B. Setelah Adanya Bendung 45,176 46,567 50 45,192 46,572 100 45,224 46,583 150 45,268 46,596 200 45,318 46,610 250 45,358 46,623 300 45,387 46,633 350 45,427 46,647 400 45,483 46,666 500 45,643 46,714 600 45,985 46,786 700 46,344 46,882 800 46,526 46,969 1000 46,783 47,125 Universitas Sumatera Utara 1200 47,027 47,290 1400 47,361 47,530 1600 47,700 47,795 1700 47,791 47,876 Universitas Sumatera Utara 40,00 41,00 42,00 43,00 44,00 45,00 46,00 47,00 48,00 49,00 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 Jarak Dari Bendung m E le v a s i m Elevasi Dasar Elevasi M.A.B Sebelum Adanya Bendung Elevasi M.A.B. Setelah Adanya Bendung Gambar 5.2. Perbandingan Elevasi Muka Air Sebelum Dan Sesudah Adanya Bendung Metode Tahapan Standar Universitas Sumatera Utara Berdasarkan gambar 5.2. elevasi muka air banjir setelah adanya bendung meningkat sebesar 1,39 m jika dibandingkan dengan tinggi muka air banjir sebelum adanya bendung.

c. Kurva Pengempangan