7 BAB VII PERENCANAAN BENDUNG

Transkripsi

1 7 BAB VII PERENCANAAN BENDUNG 7.1 PERENCANAAN POLA TANAM Perhitungan Pola Tanam Untuk mengatasi masalah kekurangan air,maka perlu dilakukan modifikasi pola tanam dengan mengatur bulan-bulan masa tanam, sehingga kebutuhan air dapat terpenuhi. Golongan I Masa Tanam I Padi : 1.04 ha Pengolahan tanah dan pembibitan padi mulai November dua minggu I s/d November dua minggu II Pertumbuhan padi sampai panen mulai Desember dua minggu I s/d Februari dua minggu II Palawija : 37 ha Pengolahan tanah palawija mulai November dua minggu I Pertumbuhan palawija mulai November dua minggu II s/d Februari dua minggu I Masa Tanam II Padi : 8 ha Pengolahan tanah dan pembibitan padi mulai Maret dua minggu I s/d Maret dua minggu II Pertumbuhan padi sampai panen mulai April dua minggu I s/d Juni dua minggu II Palawija : ha Pengolahan tanah palawija mulai Maret dua minggu I Pertumbuhan palawija mulai Maret dua minggu II s/d Juni dua minggu I 146

2 Masa Tanam III Palawija : 669 ha Pengolahan tanah palawija mulai Juli dua minggu I Pertumbuhan palawija mulai Juli dua minggu II s/d Oktober dua minggu I Golongan II Masa Tanam I Padi : 1.50 ha Pengolahan tanah dan pembibitan padi mulai November dua minggu II s/d Desember dua minggu I Pertumbuhan padi sampai panen mulai Desember dua minggu II s/d Maret dua minggu I Palawija : 31 ha Pengolahan tanah palawija mulai November dua minggu II Pertumbuhan palawija mulai Desember dua minggu I s/d Februari dua minggu II Masa Tanam II Padi : 17 ha Pengolahan tanah dan pembibitan padi mulai Maret dua minggu II s/d April dua minggu I Pertumbuhan padi sampai panen mulai April dua minggu II s/d Juli dua minggu I Palawija : 1406 ha Pengolahan tanah palawija mulai Maret dua minggu II Pertumbuhan palawija mulai April dua minggu I s/d Juni dua minggu II Masa Tanam III Palawija : 1.69 ha Pengolahan tanah palawija mulai juli dua minggu II Pertumbuhan palawija mulai Agustus dua minggu I s/d Oktober dua minggu II 147

3 Golongan III Masa Tanam I Padi : 1.33 ha Pengolahan tanah dan pembibitan padi mulai Desember dua minggu I s/d Desember dua minggu II Pertumbuhan padi sampai panen mulai Januari dua minggu I s/d Maret dua minggu II Palawija : 17 ha Pengolahan tanah palawija mulai Desember dua minggu I Pertumbuhan palawija mulai Desember dua minggu II s/d Maret dua minggu I Masa Tanam II Padi : 30 ha Pengolahan tanah dan pembibitan padi mulai April dua minggu I s/d April dua minggu II Pertumbuhan padi sampai panen mulai Mei dua minggu I s/d Juli dua minggu II Palawija : 1103 ha Pengolahan tanah palawija mulai April dua minggu I Pertumbuhan palawija mulai April dua minggu II s/d Juli dua minggu I Masa Tanam III Palawija : ha Pengolahan tanah palawija mulai Agustus dua minggu I Pertumbuhan palawija mulai Agustus dua minggu II s/d November dua minggu I Golongan IV Masa Tanam I Padi : ha Pengolahan tanah dan pembibitan padi mulai Desember dua minggu II s/d Januari dua minggu I 148

4 Pertumbuhan padi sampai panen mulai Januari dua minggu II s/d April dua minggu I Masa Tanam II Padi : 116 ha Pengolahan tanah dan pembibitan padi mulai April dua minggu II s/d Mei dua minggu I Pertumbuhan padi sampai panen mulai Mei dua minggu II s/d Agustus dua minggu I Palawija : 1.84 ha Pengolahan tanah palawija mulai April dua minggu II Pertumbuhan palawija mulai Mei dua minggu I s/d Juli dua minggu II Masa Tanam III Palawija : 1.84 ha Pengolahan tanah palawija mulai Agustus dua minggu II Pertumbuhan palawija mulai September dua minggu I s/d November dua minggu II Golongan V Masa Tanam I Padi : ha Pengolahan tanah dan pembibitan padi mulai Januari dua minggu I s/d Januari dua minggu II Pertumbuhan padi sampai panen mulai Februari dua minggu I s/d April dua minggu II Palawija : 43,5 ha Pengolahan tanah palawija mulai Agustus dua minggu I Pertumbuhan palawija mulai Agustus dua minggu II s/d November dua minggu I Masa Tanam II Padi : 10 ha Pengolahan tanah dan pembibitan padi mulai Mei dua minggu I s/d Mei dua minggu II 149

5 Pertumbuhan padi sampai panen mulai Juni dua minggu I s/d Agustus dua minggu II Palawija : 1.79 ha Pengolahan tanah palawija mulai Mei dua minggu I Pertumbuhan palawija mulai Mei dua minggu II s/d Agustus dua minggu I Masa Tanam III Palawija : 811 ha Pengolahan tanah palawija mulai September dua minggu I Pertumbuhan palawija mulai September dua minggu II s/d Desember dua minggu I Hasil perhitungan pola tanam dapat dilihat pada Tabel

6 Tabel 7.1 Perhitungan pola tanam URAIAN BULAN OKT NOP DES JAN FEB MRT APR MEI JUNI JULI AGS SEP Satuan Ket I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II Bodri Kiri Padi 104 ha Padi 8 ha Palawija 669 ha Golongan I A = 148 ha Keb Air Saluran terseir Saluran sekunder Saluran primer lt/dt/ha Penyiapan Lahan lt/dt/ha lt/dt/ha lt/dt/ha Palawija37 ha Palawija 1397 ha Padi lt/dt/ha lt/dt/ha Palawija lt/dt/ha lt/dt/ha Keb Air Sal Primer I m3/det 151

7 BULAN URAIAN OKT NOP DES JAN FEB MRT APR MEI JUNI JULI AGS SEP Satuan Ket I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II Padi 150 ha Padi 17 ha Palawija 169 ha Golongan II A = 1534 ha Keb Air Saluran terseir Saluran sekunder Saluran primer lt/dt/ha lt/dt/ha lt/dt/ha lt/dt/ha Palawija 31 ha Palawija 1406 ha lt/dt/ha lt/dt/ha lt/dt/ha lt/dt/ha Keb Air Sal Primer I m3/det 15

8 BULAN URAIAN OKT NOP DES JAN FEB MRT APR MEI JUNI JULI AGS SEP Satuan Ket I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II Padi 133 ha Padi 30 ha Palawija 1103 ha Golongan III A = 1405 ha Keb Air Saluran terseir Saluran sekunder Saluran primer lt/dt/ha Air max lt/dt/ha di sal primer lt/dt/ha kiri lt/dt/ha Palawija 17 ha Palawija 1103 ha lt/dt/ha lt/dt/ha lt/dt/ha lt/dt/ha Keb Air Sal Primer II m3/det 153

9 URAIAN BULAN OKT NOP DES JAN FEB MRT APR MEI JUNI JULI AGS SEP Satuan Ket I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II Bodri Kanan Golongan IV A = 1400 ha Keb Air Saluran terseir Saluran sekunder Saluran primer Palawija 7 ha Padi 1400 ha Padi 116 ha lt/dt/ha lt/dt/ha lt/dt/ha lt/dt/ha Palawija 184 ha lt/dt/ha lt/dt/ha lt/dt/ha lt/dt/ha Keb Air Sal Primer IV m3/det 154

10 URAIAN Golongan V A = 1939 ha Keb Air Saluran terseir Saluran sekunder Saluran primer BULAN OKT NOP DES JAN FEB MRT APR MEI JUNI JULI AGS SEP Satuan Ket I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II Palawija 811 ha Padi 1985 ha Padi 10 ha lt/dt/ha lt/dt/ha lt/dt/ha lt/dt/ha Palawija 43.5 ha Palawija 179 ha Air max lt/dt/ha di sal primer lt/dt/ha kanan lt/dt/ha lt/dt/ha Air Max Keb Air Sal Primer V m3/det di Sal Primer Q Keb Total m3/det

11 7.1. Neraca Air Dari hasil perhitungan pola tanam dibuat monogram neraca air. Perhitungan neraca air dapat dilihat pada Tabel

12 Tabel 7. Perhitungan Neraca Air Daerah Bendung Juwero Uraian BULAN OKT NOV DES JAN FEB MARET APRIL MEI JUNI JULI AGUST SEPT I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II Kebutuhan Air (m 3 /det),14,059 3,39 6,74 7,374 9,39 11,337 8,88 8,89 6,7 4,51,65 3,47 1,691 4,001,714 5,80 5,160 5,403 5,057 4,655 3,080 4,371 4,043 Debit andalan (m 3 /det) 3,94 3,94 5,83 5,83 43,65 43,65 88,03 88,03 47,47 47,47 44,696 44,696 5,104 5,104 10,987 10,987 6,08 6,08 5,407 5,407 4,866 4,866 4,56 4,56 Surplus (+) 1,818 1,883,593 19,558 35,890 34,06 76,866 79,375 38,958 40,975 40,183 4,044 1,856 3,413 6,986 8,73 0,406 1,048 0,004 0,350 0,1 1,787 0,155 0,48 Defisit (-) Kebutuhan air Debit andalan Debit (m3/det) Minggu ke Gambar 7.1 Grafik Neraca Air 157

13 7. PERENCANAAN BENDUNG 7..1 Pemilihan Bendung Tipe bendung : Bendung tetap Bentuk mercu : Mercu bulat dengan hulu tegak Pengambilan air : buah Jenis pintu pembilas : Bagian depan tertutup 7.. Perhitungan Tinggi Mercu Bendung Elevasi mercu bendung pada dasarnya ditentukan oleh letak sawah tertinggi yang akan dialiri ditambah dengan kebutuhan air di sawah dan kehilangan tekanan akibat bangunan-bangunan dan kemiringan saluran yang dilalui. Mengenai standar perhitungannya adalah sebagai berikut: Elevasi sawah tertinggi : +18,46 m Tinggi air sawah : 0,10 m Kehilangan tekanan dari saluran primer ke sekunder : 0,10 m Kehilangan tekanan dari saluran sekunder ke tersier : 0,10 m Kehilangan tekanan dari saluran tersier ke sawah : 0,10 m Kehilangan tekanan intake : 0,15 m Kehilangan tekanan pada bangunan : 0,10 m Kehilangan tekanan pada kantong lumpur : 0,10 m Kehilangan tekanan pada pintu pembilas : 0,15 m Elevasi mercu bendung : +19,36 m Sehingga di dapat tinggi bendung: Elevasi mercu bendung : +19,36 m Elevasi dasar sungai : +16,00 m Tinggi mercu : 3,36 m 158

14 7..3 Perhitungan Lebar Efektif Bendung Lebar efektif bendung merupakan panjang bendung yang diperhitungkan dalam menentukan debit banjir yang melalui mercu bendung dimana besarnya merupakan pengurangan lebar sungai sesungguhnya dengan jumlah kontraksi yang timbul akibat aliran yang melintasi mercu bendung. Rumus: Be = B ( n Kp + Ka ) H 1 Di mana: Be = Lebar efektif bendung (m) B = Lebar rata-rata sungai = 65 m n = Jumlah pilar Kp = Koefisien kontraksi pilar (Untuk pilar dengan ujung bulat) = 0,01 Ka = Koefisien kontraksi pangkal bendung (Untuk pangkal tembok segi empat dengan hulu pada 90 o ke arah aliran) = 0,0 Sehingga Be = B - ( n. Kp + Ka ) H 1 = 65 - ( 0 x 0,01 + 0,0 ) H 1 = 65 0,4 H Perhitungan Tinggi Air di Atas Mercu 3 Rumus: Q = cd. g. Be. H1 3 3 Di mana: Q = Debit rencana = 1.9,906 m 3 /dt Cd = Koefisien debit (Cd = C 0. C 1. C ) Be = Lebar efektif bendung (m) H 1 = Tinggi energi di hulu (m) g = Gravitasi ( 9,80 m/dt ) 159

15 Perhitungan: Asumsi: H 1 /r,5 C 0 = 1,38 P/H 1 1,5 C 1 = 0,99 P/Hd 1,5 C = 0,99 Cd = C 0.C 1.C = 1,38 x 0,99 x 0,99 = 1,3 Rumus: Q = C d ,906 = 1,3. 867,595 = ( 65 0,4 H 867,595 = 65 H g. B 3 3 / 1. e. H / 1 ) H 0,4 H. 9,8. (65 0,4 H 3 / 1 5 / 1 1 ). H Tabel 7.3 Perhitungan H hulu dengan cara coba-coba H Q Coba-coba Dengan cara coba-coba didapat H 1 = 5,765 m Tinggi energi hulu (He) = elevasi mercu + H 1 = 19,36 + 5,765 = +5,15 m. Lebar efektif bendung (Be) Be = 65 0,4 H 1 = 65 0,4. 5,765 = 6,694 m A = Be ( p + H 1 ) = 6,694 ( 3,36 + 5,765 ) = 57,083 m Q 1.9,906 V = = = 3,361 m/dt A 57,083 3 / 1 V. g = 3,361. 9,81 = 0,576 m V Hd = H1 = 5,765 0,576 = 5,189 m g 160

16 Jadi elevasi muka air di atas mercu = + 19,36 + 5,189 = +4,549 Jari-jari mercu bulat (R) diambil (0,3 0,7) H 1 R = 0,3 x 5,765 = 1,73 m Gambar 7. Jari-jari mercu bendung Check: H 1 /r,5 5,765/1,73,5 3,33,5...(OK) P/H 1 0,5 3,36/5,765 0,5 0,583 0,5.(OK) P/H d 0,5 3,36/5,189 0,5 0,648 0,5...(OK) 7..5 Perhitungan Tinggi Air di Hilir Bendung Diketahui: Debit banjir rencana (Q) = 1.9,906 m 3 /dt Lebar rata-rata sungai = 70 m Kemiringan sungai (I) = 0,

17 Rumus Chezy : A= ( B + m h) h V = C. R 3 /. I 87 C = γ ( I + ) R 1 / A R = P P = B+ h + m m = 1, 5 Q= AV. (1 ) Tabel 7.4 Perhitungan H hilir dengan cara coba-coba H A P R C V Q 1,500 11,875 78,408 1,440 47,8 16, ,970 1, ,650 78,444 1,449 47,081 16, ,357 1, ,038 78,46 1,453 47,008 16, ,114 1, ,78 78,448 1,450 47,066 16, ,905 Dengan cara coba-coba didapat h = 1,511 m A = (73 + 1,5. 1,511). 1,511 = 113,78 V = Q / A = 1.9,906 / 113,78 = 16,908 Elv. m. a. di hilir bendung = +16,00 + 1,511 = +17, Perhitungan Kolam Olak Penentuan Tipe Kolam Olak Perhitungan kolam olak direncanakan pada saat sungai banjir. Rumus debit pelimpah yang digunakan adalah debit pelimpah pada bendung tetap dengan mercu bulat, yaitu: 16

18 Q = Cd. /3. 3/ /3. g. Be. H 1 V = g (0,5H1 + z) Q q = Be Y = V q Fr = V g. Y Y Y 1 = 0, Fr 1 Di mana: Q = Debit pelimpah pada bendung = 19,906 m 3 /dt Cd = Koefisien debit = 1,3 H 1 = Tinggi energi di atas mercu = 5,765 m Hc = Tinggi energi kritis = /3 H 1 = 3,843 m z = Tinggi jatuh = +5,15 17,511 = 7,614 m V 1 = Kecepatan awal loncatan (m/dt) g = Percepatan gravitasi = 9,8 m/dt Be = Lebar bendung = 6,694 m Fr = Bilangan Froude Y 1, = Tinggi konjugasi Perhitungan: 3/ Q = Cd. /3. /3. g. Be. H 1 = 1,3. /3. / 3.9, 8. 6,694. 5,765/ = 19,403 m3/dt V 1 = g (0,5H 1 + z) Y 1 = =.9,8(0,5.5, ,614) = 14,343 m/dt Q Be V 1 163

19 = 1.9,403 6,694 14,343 Fr 1 = =,138 m V 1 g.y 1 = 14,343 9,8.,138 =,134 Y1 Y = 1+ 8Fr1 1 V = =, ,134 1 = 5,54 m Q Be Y = 1.9,403 6,694 5,54 Fr = = 5,535 m/dt V g.y = 5,535 9,8.5,54 = 0,751 Dari perhitungan di atas: Fr 1 =,134 > Fr = 0,751, maka dibutuhkan kolam olak. Fr 1 < 4,5 maka digunakan kolam olak tipe Vlughter Dimensi Kolam Olak Pendimensian kolam olak dengan menggunakan tipe Vlughter. Pendimensian kolam olak tipe Vlughter menggunakan rumus-rumus sebagai berikut: z = +5,15 17,511 = 7,614 m 164

20 Hc = /3 Hd = /3. 5,189 = 3,459 m z Untuk < < 15 Hc Maka : t = 0,1 x z + 3 x Hc = 0,1 x 7, x 3,459 = 11,138 m D = R = L = z + t H 1 = 7, ,138 5,765 = 1,987 m a = 0,8 x Hc Hc z = 0,8 x 3,459 3,459 7,614 = 0,653 0,7 m Elevasi dasar kolam olak = +19,36-1,987 m = +6,373 Gambar 7.3 Kolam Olak Tipe Vlughter 165

21 Perhitungan Panjang Jalur Rembesan Berdasarkan data penyelidikan tanah maka diketahui Berat jenis (Gs) =,486 Angka pori (e) = 0,64 Tegangan ijin tanah = 6 kg/cm Maka untuk menghitung Cw dengan langkah langkah sebagai berikut : Gs 1,486 1 ie = = = 0, e 1+ 0,64 ie = kemiringan hidroulis kritis Untuk merencanakan kemiringan hidraulis harus memiliki angka keamanan minimum ( sumber Kp-0 ) sebagai berikut : ie 0,906 i = = 0,36 Sf,5 Maka menghitung Weighted Creep Ratio (Cw) 1 1 Menjadi : Cw = = =,76 i 0, 36 Tabel 7.5 Perhitungan Panjang Rembesan Titik Batas Lv Lh Lh/3 A A-B 7 B B-C C C-D 3.5 D D-E E E-F 5 F F-G G G-H H H-I I I-J 166

22 Titik Batas Lv Lh Lh/3 J J-K K K-L 0.87 L L-M M M-N.3 N N-O O O-P 5 P Dari hasil Tabel 7.5 : Lv + 1/ 3Hu Cw = = Hw Lw Hw = 39,10 1,9 = 3,18 Cw desain > Cw ada 3,18 >,76 (aman) H = 19,36-1,9 = 7,07 m Panjang yang dibutuhkan menurut Lane = Cw x H = 3,18 x 1,9 = 39,08 m Panjang yang tersedia = Lv + 1/3 LH = 7, ,43 = 39,10 m Jadi tidak diperlukan lantai muka. 167

23 Gambar 7.4 Sketsa Bendung 168

24 7..7 Analisa Gaya-Gaya Yang Bekerja Pada Bendung Analisa Stabilitas Pada Kondisi Air Normal Gambar 7.5 Gaya-gaya yang bekerja pada kondisi air normal a. Akibat Berat sendiri W = γ s *V Jarak ditnjau ke titik Q. Selanjutnya perhitungan disajikan pada Tabel 7.6 berikut : 169

25 Tabel 7.6 Perhitungan Gaya Akibat Berat Sendiri No Luas x tekanan G Jarak Momen Vertikal (m) (Ton) (m) (Ton m) G1 3,14*1,73*1,73* G 0.5*.45*1.73* G3 4,18*5,13*, G4 0,5*5,13*5,13*, G5 0.5*(+1.5)*3.5* G6 5.31*5*, G7 0.5*(6.1*5)* G8 7.5** G9 0.5*(+0.87)*5.9* G ** Jumlah b. Gaya Gempa Rumus: ad = n (ac x z)m E = ad/g ac = Percepatan gempa dasar = 160 cm/dt untuk periode ulang 100 tahun z = Faktor yang tergantung dari letak geografis/ peta zona seismic = 0,56 (untuk perencanaan bangunan air tahan gempa) Maka: ad = 1,5 x (160 x 0,56)0,89 = 85,4 cm/dt a E = d 85,4 = = 0, 1 g 980 Perhitungan gaya akibat gaya gempa disajikan pada Tabel 7.7 berikut. Tabel 7.7 Perhitungan Gaya Gempa Gaya Momen Berat Bangunan(G) Jarak Gaya Horisontal Horisontal (Ton) k=0,1 x G (m) (T.m) K K K K K K K

26 Gaya Gaya Momen Berat Bangunan(G) Jarak Horisontal Horisontal (Ton) k=0,1 x G (m) (T.m) K K K Jumlah c. Akibat Gaya Angkat Tekanan air tanah (Px) dihitung dengan rumus: Px = (Hx H) x γw = ( Hx - Lx ΣL x H ) x γw Dimana: ΣL = Panjang total jalur rembesan (m) = 3,74 m H = Beda tinggi energi = (+19,36) (+1,05) = 7,31 m Hx = Tinggi energi di hulu bendung pada titik x (m) Perhitungan panjang jalur rembesan disajikan pada Tabel 7.8 berikut. Tabel 7.8 Perhitungan Jalur Rembesan dan Tekanan Air Normal Titik Batas Lv Lh Lh/3 Lx H Hx Px A A-B 7 B B-C C C-D 3.5 D D-E E E-F 5 F F-G G G-H H

27 Titik Batas Lv Lh Lh/3 Lx H Hx Px H-I I I-J J J-K K K-L 0.87 L L-M M M-N.3 N N-O O O-P 5 P

28 Gambar 7.6 Up lift pada kondisi air normal 173

29 Gaya Tabel 7.9 Perhitungan Gaya Angkat Luas x Tekanan Gaya Momen Jarak Vertikal Vertikal (Ton) (m) (Ton.m) U1 0,5*( )* U 3.36* U3 0.5*( )* U4 8.00* U5 0.5*( )* U6 3.40* U7 05*( )* U8 3.14* U9 0.5*( )* U * U11 0.5*( )* U1 4.70* U13 0.5*( )* U * U15 0.5*( )* U * U17 0.5*( )* U * U19 0.5*( )* U0 7.60* Jumlah d. Akibat Gaya Hidrostatis Tabel 7.10 Perhitungan Gaya Hidrostatis Gaya Gaya Momen Momen Gaya Luas x Tekanan Jarak Vertikal Horisontal Horisontal Vertikal (Ton) (Ton) m (Ton m) (Ton.m) WHI 0,5*3,36 *1 5,645 13,6 76,885 WVI 0,5*1,73 *1 1,496 19,66 9,411 Jumlah 76,885 9,411 e. Tekanan Tanah Aktif dan Pasif Berdasarkan data dari penyelidikan tanah dihasilkan parameter tanah berupa : angka pori (e) = 0,64, rerata berat jenis (Gs) =,48 tegangan ijin = 6 kg/cm, Ø = 15. Gaya akibat tekanan tanah ada dua macam : 174

30 1. Tekanan Tanah Aktif Pa = ½ γsub. Ka H Ka = tan φ (45 - ) γsub = γsat γw γsub = Gs + e,48 + 0,64 γw γw = 1+ e 1 1 = 0,90 T/m 1+ 0,64 Ka = tan φ (45 - ) = tan 15 (45 - ) = 0,589 Pa = ½ γsub. Ka H = ½ x 0,90 x 0,589 x 7 = 13,016 T/m Besarnya momen akibat tekanan tanah aktif adalah MPa = Pa*Jarak dari titik DO MPa= 13,016 x 7,83 = 101,96 Tm. Tekanan Tanah Pasif Pp = ½ γsub. Kp H Kp = tan (45 + φ ) γsub = γsat γw γsub = Gs + e,48 + 0,64 γw γw = 1+ e 1 1 = 0,90 T/m 1+ 0,64 φ Kp = tan (45 + ) = tan 15 (45 + ) = 1,698 Pp = ½ γsub. Kp H = ½ x 0,90 x 1,698 x 3,5 = 9,381 T/m Besarnya momen akibat tekanan tanah aktif adalah MPp = Pp*Jarak dari titik DO MPp= 9,381 x 6,67 = 6,571 Tm. Tabel 7.11 Perhitungan Gaya Akibat Tekanan Tanah Gaya Gaya Momen Jarak Horisontal Horisontal Pa 13,016 7,83 101,915 Pp -9,381 6,67-6,571 3,635 39,

31 f. Akibat Tekanan Lumpur γ 1 sinφ Rumus: P = sxh s 1+ sinφ Di mana: Ps = gaya yang terletak pada /3 kedalaman dari atas lumpur yang bekerja secara horisontal φ = sudut geser dalam = 15 0 γs = berat jenis lumpur (ton/m 3 ) = 1,6 ton/m 3 h = kedalaman lumpur (sedalam tinggi bendung) = 3,36 m 1,6 x3,36 1 sin15 Jadi tekanan lumpur besarnya adalah Ps = 1+ sin15 Ps = 5,318 T/m Besarnya momen akibat lumpur adalah MPs = Ps*Jarak dari titik DO MPs = 5,318 * 13,6 = 7,431 Tm Tabel 7.1 Resume Gaya-gaya pada Kondisi Normal Gaya Momen No Faktor Gaya H V M Guling M Tahan (Ton) (Ton) (Ton.m) (Ton.m) 1 Berat Konstruksi Gaya Gempa(k) Tekanan Lumpur(Hh) Tekanan UP Lift(U) Gaya Hidrostatis(WH) Gaya Hidrostatis(WV) Tekanan Tanah Jumlah , Kontrol Stabilitas Bendung Pada Kondisi Air Normal a. Terhadap Guling ΣMT Sf = > 1, 5 ΣMG 3.434,05 = > 1, ,17 =,79 > 1,5. Aman 176

32 Di mana: Sf = Faktor keamanan ΣMT = Jumlah momen tahan (Tm) ΣMG = Jumlah momen guling (Tm) b. Terhadap Geser Sf = f RV RH > 1, 1,64 Sf = 0,75 > 1, 41, Sf =,31 > 1,.( Aman ) Dimana : Sf = faktor keamanan Σ RV = total gaya vertikal (ton) Σ RH = total gaya horisontal (ton) f = koefisien gesekan = 0,75 c. Terhadap Daya Dukung Tanah Dari data tanah pada lokasi Bendung Juwero diperoleh : γ = 1,7 ton/m 3 c = 1,0 Φ = 15 Dari grafik Terzaghi diperoleh : Nc = 15,78 Nq = 6, Nγ = 4 B = 7 m Rumus daya dukung tanah Terzaghi : qult = c. Nc + γ. Nq + 0,5.γ.B.Nγ = 1 x 15,78 + 1,7 x 6, + 0,5 x 1,7 x 7 x 4 = 50,1 ton/m 177

33 σ = e = σ = qult 50, = = 1,53 t/m Sf 41 B MT MG B < RV , ,17 65 = < 1,64 6 = 10,54 < 10,83 RV L 6 e 1± < σ = 1,53 t / m L = 1, ,54 1± < σ = 1,53 t / m 35,0 35,0 σmin = -,78 ton/m < 1,53 ton/m (aman) σmaks = 9,74 ton/m < 1,53 ton/m (aman) -,78 T/m 9,74 T/m 178

34 Analisa Stabilitas Pada Kondisi Air Banjir Gambar 7.7 Gaya-gaya yang bekerja pada kondisi air banjir a. Akibat berat bangunan Berat bangunan pada kondisi air banjir sama dengan berat bangunan pada kondisi air normal, sehingga : 179

35 ΣV air normal = ΣV air banjir = 76,15 ton ΣMV = 3.404,64 tm b. Akibat gaya gempa Perhitungan akibat gaya gempa pada kondisi air banjir sama dengan pada kondisi air normal, dimana : ΣH air normal = ΣV air banjir = 7,6 ton ΣMH = 193,01 tm c. Tekanan Up Lift Tekanan air tanah (Px) dihitung dengan rumus : Px = Hx H Px = Hx Lx H ΣL Di mana : Px = tekanan air pada titik x ( t/m ) Lx = jarak jalur rembesan pada titik x (m) ΣL = panjang total jalur rembesan (m) = 3,74 m H = beda tinggi muka air banjir dengan muka air hilir = ( + 4,55 ) ( + 7,88) = 16,67 m Hx = tinggi energi di hulu bendung pada titik x (m) Perhitungan disajikan dalam Tabel 7.13 berikut Tabel 7.13 Perhitungan Jalur Rembesan dan Tekanan Air Banjir Titik Garis Panjang Rembesan Lane V H 1/3 H Lx H=(Lx/ΣL) H Hx Px=Hx-H A A-B 7 B B-C C C-D 3.5 D

36 Garis Titik Panjang Rembesan H=(Lx/ΣL) H Hx Px=Hx-H Lane D-E E E-F 5 F F-G G G-H H H-I I I-J J J-K K K-L 0.87 L L-M M M-N.3 N N-O O O-P 5 P

37 Gambar 7.8 Up lift pada Kondisi Air Banjir 18

38 Tabel 7.14 Perhitungan Gaya Angkat Akibat Air Banjir Gaya Luas x Tekanan Gaya Momen Jarak Vertikal Vertikal (Ton) (m) (Ton.m) U1 0,5*( )* U 8.85* U3 0.5*( )* U4 1.77* U5 0.5*( )* U6 7.83* U7 05*( )* U8 7.49* U9 0.5*( )* U * U11 0.5*( )* U1 8.46* U13 0.5*( )* U * U15 0.5*( )* U * U17 0.5*( )* U * U19 0.5*( )* U * Jumlah d. Akibat Gaya Hidrostatis Tabel 7.15 Gaya Hidrostatis pada saat air banjir Gaya Gaya Momen Momen Jarak Gaya Luas x Tekanan Vertikal Horisontal Horisontal Vertikal (Ton) (Ton) m (Ton m) (Ton.m) WHI 0,5*3,36^* WH 5,189*3,36* WV1 1,73*5,189* WV 0.5*(5,189+1,511)*3.83* Jumlah

39 e. Akibat Tekanan Tanah Aktif dan Pasif Tabel 7.16 Perhitungan Gaya Akibat Tekanan Tanah Gaya Gaya Momen Jarak Horisontal Horisontal Pa 13,016 7,83 101,915 Pp -9,381 6,67-6,571 3,635 39,344 f. Akibat Tekanan Lumpur Rumus: γ P = sxh s 1 sinφ 1+ sinφ Di mana: Ps = gaya yang terletak pada /3 kedalaman dari atas lumpur yang bekerja secara horisontal φ = sudut geser dalam = 15 0 γs = berat jenis lumpur (ton/m 3 ) = 1,6 ton/m 3 h = kedalaman lumpur (sedalam tinggi bendung) = 3,36 m 1,6 x3,36 Jadi tekanan lumpur besarnya adalah Ps = 1 sin15 1+ sin15 Ps = 5,318 T/m Besarnya momen akibat lumpur adalah MPs = Ps*Jarak dari titik DO MPs = 5,318 * 13,6 = 7,431 Tm Tabel 7.17 Resume Gaya-gaya pada Kondisi air banjir Gaya Momen No Faktor Gaya H (Ton) V (Ton) M Guling (Ton.m) M Tahan (Ton.m) 1 Berat Konstruksi Gaya Gempa(k) Tekanan UP Lift(U) Gaya Hidrostatis(WH) Gaya Hidrostatis(WV) Tekanan Lumpur(Hh) Tekanan Tanah Jumlah

40 Kontrol Stabilitas Bendung Pada Kondisi Air Banjir a. Terhadap Guling MT Sf = > 1, 5 MG 4.484,98 = > 1, 5.150,16 =,09 > 1,5. Aman b. Terhadap Geser Sf = f RV RH > 1, 98,57 Sf = 0,75 > 1, 59,65 Sf = 1,4 > 1,. Aman c. Terhadap Daya Dukung Tanah Panjang telapak pondasi bendung (L) = 35,0 m B MT MG B e = < RV 6 = σ = ,98.150,16 65 < 98,57 6 = 8,81 < 10,83. Aman RV L 6 e 1± < σ = 1,53 t / m L 98,57 6 8,81 = 1± < σ = 1,53 t / m 35,0 35,0 σmax = 7,01 ton/m < 1,53 ton/m (aman) σmin = -1,40 ton/m < 1,53 ton/m (aman) -,78 T/m 9,74 T/m 185

41 Menentukan Tebal Kolam Olak Untuk menentukan tebal lantai kolam olak harus ditinjau pada dua kondisi yaitu pada kondisi air normal dan kondisi air banjir. Karena tiap bangunan diandaikan berdiri sendiri tidak mungkin ada distribusi gaya-gaya melalui momen lentur, maka perhitungan kolam olak menggunakan rumus : s ( px wx) t min =. γ pas Px = Hx H Di mana : Px = Uplift Persure (T/m ) Hx = tinggi muka air di hulu bendung diukur dari titik x (m) Lx = panjang creep lane sampai titik x (m) L = panjang creep line total (m) H = perbedaan tinggi tekan di hulu dan di hilir bendung (m) γw = berat jenis air (1 T/m 3 ) t min = tebal minimum lantai kolam (m) s = faktor keamanan untuk 1,5 = untuk kondisi air normal 1,5 = untuk kondisi air banjir. Wx = kedalaman air pada titik x (m) γpas = berat jenis pasangan batu kali (, T/m 3 ) 1. Untuk Kondisi Muka Air Normal Diketahui : P L = 64,60 KN/m ( dari perhitungan Tabel 7.8 ) P M = 50,99 KN/m (dari perhitungan Tabel 7.8 ) Tinjauan x dari L berjarak 0 m Px = 64,60 KN/m Px = 6,46 T/m Untuk kondisi air normal Wx = 0 Jadi tebal kolam minimum (t min) s =. ( px wx) γ pas 1.5* (6,46 0) = = 4,40 m. 186

42 Gambar 7.9 Tebal Minimum Lantai Kolam Olak Pada Air Normal. Untuk Kondisi Muka Air Banjir Diketahui : P L = 93,39 KN/m ( dari perhitungan Tabel 7.13 ) P M = 75,6 KN/m (dari perhitungan Tabel 7.13 ) Tinjauan x dari L berjarak 0 m Px = 93,39 KN/m Untuk kondisi air normal Wx =,138 m ( ) s px wx Jadi tebal kolam minimum (t min) =. γ pas 1,5*(9,34.138) = = 4,09 m, Gambar 7.10 Tebal Minimum Lantai Kolam Olak Pada Air Banjir 187

43 7.3 TINJAUAN TERHADAP GERUSAN Tinjauan terhadap gerusan diperkirakan untuk mengantisipasi adanya gerusan lokal di hilir bendung. Untuk mengatasi gerusan tersebut, maka diisi batu kosong sebagai selimut lindung bagi tanah asli. Rumus : R = 0,47 (Q/f) 1 3 0, 5 f = 1,76. D m Di mana : R = kedalaman gerusan di bawah permukaan air banjir (m) Q = debit yang melimpah di atas mercu (m³/dt) f = faktor lumpur Lacey D m = diameter rata-rata material dasar sungai (mm) Data : Debit = 1.9,906 m 3 /dt V = Debit/Apenampang Apenampang = Beff*Hd = 6,694 *5,189 = 35,319 m Vrata-rata = 1.9,906/35,319 = 5,911 m/dt Dengan V = 5,911 m/det, maka dari grafik perencanaan ukuran batu kosong didapat nilai d 40 = 40 cm. f = 1,76. (400) 0,5 = 35, R = 0,47 x (1.9,906/35,) 1/3 = 1,783 m Untuk keamanan dari turbulensi dan aliran tidak stabil R=1,5 * 1,783 =,675 m Panjang lindungan dari batu kosong diambil = 4*R = 4*1,783 = 7,13 m 188