Tinjauan Umum Saluran Transisi

Perencanaan Embung Panohan Elang Jagatpratista L2A 002 051 Kec. Gunem Kab. Rembang Mochammad Imron L2A 002 108

BAB VIII PERENCANAAN BANGUNAN PELIMPAH SPILLWAY

8.1. Tinjauan Umum

Bangunan pelimpah berfungsi untuk mengalirkan air banjir yang masuk ke dalam embung agar tidak membahayakan keamanan tubuh embung. Pada perencanaan bangunan pelimpah Embung Panohan dipakai debit banjir rencana 100 tahun sebesar 106,85 mdet³. Bagian-bagian dari bangunan pelimpah yang direncanakan adalah: − Penampang mercu pelimpah − Saluran transisi − Saluran peluncur − Bangunan peredam energi − Cek stabilitas bangunan pelimpah

8.2. Mercu Bangunan Pelimpah

Tahap-tahap dalam merencanakan penampang mercu pelimpah adalah: − Menentukan kedalaman saluran pengarah − Menghitung kedalaman kecepatan pada saluran pengarah − Menghitung koordinat penampang mercu pelimpah − Analisis hidrolis mercu pelimpah

8.2.1 Kedalaman Saluran Pengarah

Saluran pengarah aliran dimaksudkan agar aliran air senantiasa dalam kodisi hidrolika yang baik dengan mengatur kecepatan alirannya tidak melebihi 4 mdet dengan lebar semakin mengecil ke arah hilir. Apabila kecepatan aliran melebihi 4 mdet, maka aliran akan bersifat helisoidal dan kapasitas alirannya akan menurun. Disamping itu aliran helisoidal tersebut akan mengakibatkan peningkatan beban hidrodinamis pada bangunan pelimpah tersebut Sosrodarsono,1976 Laporan Tugas Akhir Perencanaan Embung Panohan Elang Jagatpratista L2A 002 051 Kec. Gunem Kab. Rembang Mochammad Imron L2A 002 108 Berdasarkan pengujian-pengujian yang ada saluran pengarah aliran ditentukan sebagai berikut, seperti pada Gambar 8.1 : W H V 4 mdet V Saluran pengarah aliran Mercu pelimpah Gambar 8.1 Kedalaman saluran pengarah aliran terhadap puncak mercu Dari analisis data sebelumnya di mana didapat : − Elevasi mercu spillway = 72,18 m − Ketinggian air di atas mercu H = 1,79 m, elevasi 73,97 m − Q out yang melewati spillway Q = 106,85 mdet³ − Lebar ambang mercu embung b = 20 m − Maka : H W . 5 1 ≥ Sosrodarsono,1976 26 , 1 5 1 × = W = 0,248 m dipakai W = 1,5 m

8.2.2 Kedalaman Kecepatan Aliran

Dipakai tipe bendung pelimpah dengan Ambang Ogee. Dari analisis data sebelumnya, maka hasil perhitungannya adalah: Debit, lebar mercu dan tinggi muka air di atas mercu bendung Dari hasil flood routing didapatkan : Q = Q out lewat spillway = 106,85 mdet³ L = lebar mercu bendung = 20 m H = tinggi tekanan air di atas mercu bendung = 1,79 m Laporan Tugas Akhir Perencanaan Embung Panohan Elang Jagatpratista L2A 002 051 Kec. Gunem Kab. Rembang Mochammad Imron L2A 002 108 W = 1 m + 72,18 + 70,68 R = 0,2 Hd R = 0,5 Hd X Y 0,282 Hd 0,175 Hd POROS BENDUNGAN TITIK 0,0 KOORDINAT X 1,85 = 2 Hd 0,85 Y Hd Hv He hd Gambar 8.2 Skema aliran air melintasi sebuah pelimpah − Bef = B = 20 m − kedalaman saluran pengarah = 1,5 m − tinggi tekanan air total diukur dari dasar saluran pengarah: H total = 1,50 + 1,79 = 3,29 − Kecepatan pada saluran pengarah Diasumsikan nilai hd pada saluran pengarah = 3,14 m A Q V = 20 14 , 3 85 , 106 × = V = 1,704 m 3 dt − Jadi tinggi kecepatan aliran : 8 , 9 . 2 079 , 2 2 2 2 = = g V h v = 0,148 m He = 3,14 + 0,148 = 3,288 m ≈ Htotal Jadi nilai hd = 3,14 m diterima.

8.2.3 Penampang Mercu Pelimpah

Untuk merencanakan permukaan ambang ogee dipakai metode yang dikembangkan oleh Civil Engineering Department U.S. Army atau biasa disebut rumus lengkung Harold. Laporan Tugas Akhir Perencanaan Embung Panohan Elang Jagatpratista L2A 002 051 Kec. Gunem Kab. Rembang Mochammad Imron L2A 002 108 Rumus lengkung Harold Y h 2 X 85 . d 85 . 1 × × = 85 . d 85 . 1 h 2 X Y × = Sosrodarsono,1976 Dimana : X = jarak horizontal dari titik tertinggi mercu bendung ketitik dipermukaan mercu disebelah hilir Y = jarak vertical dari titik tertinggi mercu bendung ketitik dipermukaan mercu disebelah hilir Hd = tinggi tekanan rencana titik n o l d a ri k o o rd in a t X ,Y X = 2 H d Y R = 0 ,5 H d R = 0 ,2 H d 0 ,2 8 2 H d 0 ,1 7 5 H d y x p o ro s b e n d u n g a n H v H e H d + 7 2 ,1 8 + 7 1 ,1 8 1 ,8 5 0 ,8 5 Gambar 8.3 Penampang mercu pelimpah hd mercu pelimpah = 3,14 – 1,50 = 1,64 m R 1 = 0,5 hd = 0,5 x 1,64 = 0,82 m R 2 = 0,2 hd = 0,2 x 1,64 = 0,328 m Xhulu 1 = 0,175 hd = 0,175 x 1,64 = 0,287 m Xhulu 1 = 0,282 hd = 0,282 x 1,64 = 0,462 m Laporan Tugas Akhir Perencanaan Embung Panohan Elang Jagatpratista L2A 002 051 Kec. Gunem Kab. Rembang Mochammad Imron L2A 002 108 Tabel 8.1 Koordinat penampang ambang bendung pelimpah Koordinat Lengkung Elevasi Lengkung x y 0,2 0,017 72,163 0,4 0,060 72,120 0,6 0,128 72,052 0,8 0,217 71,963 1 0,328 71,852 1,2 0,460 71,720 1,4 0,612 71,568 1,6 0,783 71,397 1,8 0,974 71,206 2 1,184 70,996 2,2 1,412 70,768 2,4 1,659 70,521 2,6 1,923 70,257 2,8 2,206 69,974 3 2,506 69,674 3,2 2,824 69,356 3,4 3,159 69,021 3,6 3,512 68,668 3,8 3,880 68,300 Sumber : Hasil Perhitungan

8.2.4 Analisis hidrolis mercu pelimpah

Di titik A : + 72,18 + 70,68 A hd A hv Z = 5,52 H = 1,64 B VB hd B Gambar 8.4 Skema Aliran Pada Mercu Pelimpah - kecepatan aliran V = 1,704 mdet V 1 - tinggi tekanan kecepatan aliran hv A = 0,148 m - tinggi aliran hd A = 1,640 m Laporan Tugas Akhir Perencanaan Embung Panohan Elang Jagatpratista L2A 002 051 Kec. Gunem Kab. Rembang Mochammad Imron L2A 002 108 Di titik B : - Kecepatan aliran pada kaki pelimpah : Vb = 5 , 2 H Z g − = 64 , 1 . 5 , 52 , 5 8 , 9 . 2 − = 9,598 mdt 81 , 9 . 2 598 , 9 2 2 2 = = g V h v = 4,7 m - Elevasi muka air pada kaki pelimpah : Q = V x A 106,85 = 9,598 x 20 x hd db = 0,557 m Hb = 0,557 + 4,7 = 5,257 m - Froude number pada titik B adalah : 557 , . 8 , 9 598 , 9 . = = hd g V F r = 4,1 SALURAN PENGARAH MERCU PELIMPAH SALURAN TRANSISI SALURAN PELUNCUR SALURAN TEROMPET PEREDAM ENERGI MAB MAN A B C D E 23.00 20.00 15.00 Gambar 8.5 Potongan memanjang spillway Elevasi A = +72,18 m Elevasi B = +68,30 m Elevasi C = +66,00 m Laporan Tugas Akhir Perencanaan Embung Panohan Elang Jagatpratista L2A 002 051 Kec. Gunem Kab. Rembang Mochammad Imron L2A 002 108 Elevasi D = +61,00 m Elevasi E = +57,25 m

8.3. Saluran Transisi

Saluran transisi direncanakan agar debit banjir rencana yang akan disalurkan tidak menimbulkan air terhenti back water dibagian hilir saluran samping dan memberikan kondisi yang paling menguntungkan, baik pada aliran didalam saluran transisi tersebut maupun pada aliran permulaan yang akan menuju saluran peluncur. Bentuk saluran transisi ditentukan sebagai berikut, seperti pada Gambar 8.4: b1 b2 l y = 12,5° Gambar 8.6 Skema bagian transisi saluran pengarah pada bangunan pelimpah Dengan ketentuan tersebut diatas dan keadaan topografi yang ada dimana b 1 = 20 m, b 2 = 10 m maka : ¾ y = 2 10 20 − = 5 m ¾ l = θ tg y = 5 , 12 5 tg = 22,55 = 23 m ¾ s = l H ∆ 0,1 = 23 H ∆ ∆H = 2,3 m Laporan Tugas Akhir Perencanaan Embung Panohan Elang Jagatpratista L2A 002 051 Kec. Gunem Kab. Rembang Mochammad Imron L2A 002 108 Analisis hidrolis titik C : B db Vb 2g 2 Vc 2g 2 C dc H Hc Hb Vb - Vc 2g 2 2 +hm K Sal pengarah Sal transisi Sal peluncur Gambar 8.7 Skema penampang memanjang aliran pada saluran transisi = g Vb 2 2 4,7 m db = 0,557 m Hc = 4,7 + 0,557 + 0,1 x 23 = 7,557 m Hc = d c2 + g Vc 2 2 2 + hm g Vc Vb K + − 2 2 2 hm = 3 4 2 2 2 . R A n Q L Dimana : Vb = kecepatan aliran titik B = 9,598 m 3 dt db = kedalaman aliran titik B = 0,557 m dc = kedalaman aliran titik C Vc = kecepatan aliran titik C K = koefisien kehilangan energi tekanan yang disebabkan oleh perubahan penampang lintang saluran transisi = 0,1 hm = kehilangan energi akibat gesekan n = koefisien manning = 0,011 L = panjang saluran = 23 m Q = debit pada saluran Laporan Tugas Akhir Perencanaan Embung Panohan Elang Jagatpratista L2A 002 051 Kec. Gunem Kab. Rembang Mochammad Imron L2A 002 108 R = jari-jari hidrolis rata-rata A = luas penampang saluran rata-rata Diasumsikan nilai Vc = 10,14 mdt Q = V x A 106,85 = 10,14 x 10 x dc dc = 1,054 m Hc = dc + g Vc 2 2 + hm g Vrt K + 2 2 Hc = 1,054 + 5,24 + 0,496 + 0,768 = 7,559 m ≈ 7,557 m Jadi nilai Vc = 10,14 mdt diterima. Froude number pada titik C adalah : 054 , 1 . 8 , 9 14 , 10 . 2 = = dc g V F r = 3,15

8.4. Saluran Peluncur