BAB II STUDI PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II STUDI PUSTAKA II - 1 BAB II STUDI PUSTAKA.1 UMUM Studi pustaka dalam Lapora Tugas Akhir ii ditulis berdasarka baha referesi yag telah ada. Pegguaa baha referesi ii dega tujua utuk memperkuat materi pembahasa maupu sebagai dasar utuk megguaka rumus-rumus tertetu dalam perecaaa bagua sehigga permasalaha yag ada dapat diselesaika, baik utuk megaalisa data pedukug maupu utuk merecaaka kostruksi yag meyagkut perhituga tekis. Bab ii meguraika secara global pemakaia rumus-rumus yag aka diguaka utuk pemecaha masalah. Sebagai gambara terhadap proses perecaaa, maka studi pustaka yag dilakuka meliputi: 1. Defiisi Bedug. Dasar-dasar Aalisis Data 3. Dasar-dasar Perecaaa. DEFINISI BENDUNG Bedug adalah bagua yag ditempatka melitag sugai, da bergua utuk megatur alira air sugai tersebut. Berdasarka fugsiya bedug dapat diklasifikasika dalam Bedug Pembagi Bajir, Bedug Peaha Air Pasag da Bedug Peyadap. Selai itu tergatug dari kostruksiya bedug dapat diklasifikasika dalam Bedug Tetap da Bedug Gerak. (Sumber : Perbaika da Pegatura Sugai, terjemaha Ir. M. Yusuf Gayo dkk.)

2 BAB II STUDI PUSTAKA II -..1 Klasifikasi Berdasarka Fugsi a. Bedug Pembagi Bajir Bedug semacam ii didirika pada percabaga sugai utuk megatur muka air, sehigga terjadi pemisaha atara debit bajir da debit redah sesuai dega kapasitas yag telah ditetapka sebelumya. b. Bedug Peaha Air Pasag Bedug ii dibagu di bagia sugai yag dipegaruhi pasag-surut air laut utuk mecegah masukya air asi da utuk mejami agar alira air sugai seatiasa dalam keadaa ormal. c. Bedug Peyadap Bedug ii diguaka utuk megatur muka air di dalam sugai gua memudahka peyadapa airya utuk keperlua air mium, air perkotaa, irigasi da pembagkit teaga listrik. d. Lai-Lai Terdapat pula beberapa tipe khusus, atara lai : Bedug utuk megatur muka air debit sugai da megatur resim hidrologi sugai. Bedug yag berfugsi sebagai ambag utuk mecegah turuya dasar sugai yag biasaya dibagu pada suatu salura pembuaga, salura bajir atau sudeta. Bedug utuk mejaga air sugai pada kedalama tertetu yag diperluka bagi lalu-litas sugai. Bedug serbagua yag mempuyai beberapa fugsi... Klasifikasi Berdasarka Tipe Kostruksi a. Bedug Tetap Bedug tetap dibuat melitag searah dega sugai utuk meghasilka elevasi air miimum agar air tersebut bisa dielakka. Adapu pegguaa dari pada bedug tetap adalah sebagai berikut : 1. Dari data sugai, bedug tetap mempuyai lebar sugai 50 m. Tidak ada alira permukaa selama bajir.

3 BAB II STUDI PUSTAKA II Dapat megagkut kerikil sampai ukura 64 mm. 4. Mempuyai debit salura 10 m 3 / dt. Jembata ispeksi Gambar.1 Peampag Melitag Bedug Tetap Latai Muka Tubuh bedug tetap A D E H I B C F G Kolam olak L M J K V N O R S P Q T U Gambar. Tampak Sampig Bedug Tetap b. Bedug Gerak Bedug ii dapat diperguaka utuk megatur tiggi da debit air sugai dega pembukaa pitu-pitu yag terdapat pada bedug tersebut. Pegguaa bedug gerak dapat dipertimbagka jika :. 1. Kemiriga dasar sugai kecil / relatif datar. Peiggia dasar sugai akibat kostruksi bedug tetap tidak dapat diterima karea ii aka mempersulit pembuaga air atau membahayaka pekerjaa sugai yag telah ada akibat meiggiya muka air. 3. Debit tidak dapat di lewatka dega ama dega bedug tetap. 4. Dapat megagkut pasir da kerikil sampai ukura 64 mm.

4 BAB II STUDI PUSTAKA II - 4 Gambar.3 Kompoe Utama Bedug Gerak Betuk tubuh bedug gerak sagat beraeka ragam tergatug dari betuk dau pitu da umumya diguaka adalah pitu geser, pitu egsel, pitu radial, da pitu rol. Peetapa tipe pitu yag aka diguaka, didasarka pada berbagai pertimbaga yag atara lai adalah tujua pegguaa, lokasi pemasaga, besarya harga da biaya exploitasi serta pemeliharaa. i. Pitu Geser Roda Pitu geser roda (roller gate) adalah tipe pitu khusus yag memidahka tekaa air dari pelat dau pitu ke balok horisotal utama pitu tersebut melalui balok-balok horisotal. Selajutya tekaa air dari balok-balok horisotal utama diteruska ke balok-balok vertikal utama pada ke dua tepi pitu da dari balok-balok diteruska ke roda-roda peyagga. Pada pitu yag dioperasika dega pemutara, maka dau pitu digatug dega kabel baja atau batag ulir. Kostruksi pitu ii sagat sederhaa da geseka yag terjadi pada saat pembukaa-peutupa dapat dikuragi dega batua roda-roda, selai itu kerapata airya sagat tiggi. Oleh karea itu pitu tipe ii sagat bayak diguaka.

5 BAB II STUDI PUSTAKA II - 5 Adapu kekuragaya yag palig meojol, adalah daya yag diperluka utuk megagkat dau pitu cukup besar, pilar pitu harus tiggi da bobot bagua secara keseluruha mejadi lebih berat. Gambar.4 Pitu Geser Roda ii. Pitu Egsel Pitu egsel (reversible gate) adalah salah satu tipe pitu air yag terbuka da tertutup dega geraka berputar pada poros horisotal. Poros horisotal berbetuk egsel ditempata pada piggir bawah dau pituya da dilekatka di atas latai atau mercu pelimpah. Aka tetapi kelemaha dari pitu ii pada saat dilalui alira air, timbul getara yag cukup kuat. Akibatya kierja egsel kurag sempura atau mudah terjadi kerusaka pada dau pitu serta mekaisme operasi pitu. Megigat bayakya kelemaha pada pitu egsel, maka pitu tipe ii dibuat tidak melebihi tiggi 3 m. Gambar.5 Pitu Egsel yag Dipasagka pada Permukaa Latai iii. Pitu Radial Pitu radial ii terdiri dari dau pitu berbetuk busur, balok utama da kaki. Permukaa dau pitu dibuat dari pelat baja da tekaa air disagga oleh sedi. Kelebiha dari pitu radial ii terutama adalah celah

6 BAB II STUDI PUSTAKA II - 6 bukaaya tidak terlalu tiggi, karea gerakaya berputar megeliligi sediya da hargaya lebih murah dibadigka dega tipe laiya. Sebalikya pembuataya sagat sulit, karea merupaka kostruksi tiga demisi, oleh sebab itu desai, pembuata da pemasagaya harus dilaksaaka dega sagat hati-hati. Selajutya bagia-bagia dari pitu jeis ii sagat rampig da seluruh beba terpusat pada sedi. Aka tetapi pitu radial ii sagat lemah terhadap gaya-gaya limpasa. Gambar.6 Pitu Radial iv. Pitu Rol Tipe ii diguaka pada pitu air yag lebar, sehigga membutuhka tubuh pitu yag pajag. Kostruksi tubuh pituya terdiri dari beberapa balok horisotal yag arahya terpusat pada satu titik da dibugkus dega pelat baja membetuk silider. Utuk memperkuat dau pitu, maka balok-balok horisotal tersebut ditambah dega balok pembatu vertikal. Pada balok pembatu vertikal yag palig piggir di kedua ujug pitu dipasag gigi da dikaitka dega rel gigi yag dipasag pada pilar bedug. Pada pitu yag bukaaya tiggi, gua meguragi beratya, maka di bagia bawah pitu dipasag semacam sayap. Pitu rol mempuyai kekakua yag tiggi, oleh sebab itu cocok utuk sugai-sugai yag bayak membawa pasir da kerikil atau yag bayak meghayutka batag-batag poho. Pitu tipe ii mempuyai beberapa kekuraga yag terutama adalah stabilitasya redah, karea pada saat terjadi pelimpaha, pitu dalam posisi megambag oleh gaya apug air yag meyebabka terjadiya perbedaa yag besar pada beba operasiya. Selai itu bobot tubuh pitu sagat besar da mekaisme pemutar cukup mahal.

7 BAB II STUDI PUSTAKA II - 7 Gambar.7 Pitu Rol.3 DASAR-DASAR ANALISIS DATA.3.1 Aalisis Data Curah Huja Dari semua parameter yag dikeal dalam hidrologi, huja merupaka masuka (iput) yag palig petig dalam proses hidrologi. Aalisis-aalisis hidrologi tidak aka terlepas dari data curah huja baik utuk perecaaa pembagua pegaira maupu studi tetag sumber daya air. Utuk aalisis data curah huja daerah dapat dihitug dega beberapa metode atara lai: 1. Metode Rata-Rata Aljabar ( Arithmatic Mea ). Metode Polygo Thiesse 3. Metode Isohyet Metode Rata-Rata Aljabar ( Arithmatic Mea ) Rumus: R ave = R 1 + R + R R 3...(.1) (Sumber : Hidrologi utuk Perecaaa, Ichwa Ridwa Nasutio) Di maa: R ave = Curah huja rata-rata (mm) R 1 sampai R = Besarya curah huja pada masig-masig stasiu (mm) = Bayakya stasiu huja

8 BAB II STUDI PUSTAKA II Metode Polygo Thiese Dega medapatka besar, koefisie da luas pegaruh tiap-tiap stasiu, curah huja rata-rata dapat ditetuka dega rumus sebagai berikut : R = i= 1 Di maa: Fi F R i... (.) (Sumber : Hidrologi utuk Perecaaa, Ichwa Ridwa Nasutio) R = Huja Areal rata-rata (mm) F i = Luas pegaruh stasiu huja ke-i F = Luas daerah pegalira sugai (DPS) (km ) R i = Curah huja yag tercatat pada masig-masig stasiu ke-i (mm) Stasiu Huja A Batas Poligo Batas Poligo Stasiu Huja B Stasiu Huja C Batas Poligo Gambar.8 Sketsa Metode Polygo Thiese Metode Garis Isohyet Isohyet adalah garis yag meghubugka lokasi-lokasi yag mempuyai tiggi huja yag sama. Metode ii diguaka utuk meghitug huja rata-rata daerah alira. Isohyet diperoleh dega cara iterpolasi hargaharga tiggi huja lokal (poit raifall). Rumus: R = A R + A R 1 1 A + A 1 + K+ A R + K + A...(.3) (Sumber : Hidrologi utuk Perecaaa, Ichwa Ridwa Nasutio)

9 BAB II STUDI PUSTAKA II - 9 Di maa: R = Curah huja rata-rata (mm) A 1 -A = Luas bagia-bagia atara garis-garis Isohyet (km ) R 1 -R = Curah huja rata-rata pada bagia-bagia A 1 -A (mm) Gambar.9 Sketsa Metode Isohyet.3. Aalisis Frekuesi Curah Huja Utuk meghitug curah huja recaa dapat diguaka metode atara lai sebagai berikut: a. Distribusi Gumbel b. Distribusi Log Perso Type III.3..1 Distribusi Gumbel Rumus : R T ( K Sx) = R +... (.4) (Sumber : Hidrologi Tekik, Ir. CD. Soemarto, BIE. Dipl. HE) Dimaa : R T R K S = Curah huja recaa dega periode ulag T (mm) = Curah huja rata-rata (mm) = Faktor frekuesi = Stadar deviasi Pada metode ii biasaya megguaka distribusi da ilai ekstrim dega distribusi doubel ekspoesial. Besarya faktor frekuesi dalam metode ii adalah:

10 BAB II STUDI PUSTAKA II - 10 K Di maa : Y Y T =... (.5) s Y T Y S (Sumber : Hidrologi Tekik, Ir. CD. Soemarto, BIE. Dipl. HE) = Reduced variate = Reduced mea, tergatug dari besarya sampel = Reduced stadard deviatio, tergatug dari besarya sampel Tabel.1 Reduced Variate Sebagai Fugsi Waktu Balik Periode Ulag (tahu) Reduced Variate Periode Ulag (tahu) Reduced Variate 0, , , ,960 10, ,140 0, , , , , ,910 (Sumber : Hidrologi Tekik, Ir. CD. Soemarto, BIE. Dipl. HE) Tabel. Hubuga Reduced Mea Y dega Besarya Sampel Y Y Y Y 10 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,50 4 0, , , , , , , , , , , , , , ,5591 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,5570 (Sumber : Hidrologi Tekik, Ir. CD. Soemarto, BIE. Dipl. HE)

11 BAB II STUDI PUSTAKA II - 11 Tabel.3 Hubuga Reduced Stadard Deviatio S dega Besarya Sampel S S S S 10 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,007 1, , , , , , , ,00 4 1, , , ,06 5 1, , , ,03 6 1, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,193 (Sumber : Hidrologi Tekik, Ir. CD. Soemarto, BIE. Dipl. HE).3.. Distribusi Log Pearso Type III Lagkah-lagkah perhitugaya adalah sebagai berikut : - Gatilah data X 1, X, X 3,.,X mejadi data dalam logaritma yaitu Log X 1, Log X, Log X 3,., Log X. - Hitug rata-rata dari logaritma data tersebut LogX = i log X - Hitug stadar deviasi dari logaritma data i.....(.6) S = i= 1 LogX i LogX (.7)

12 BAB II STUDI PUSTAKA II Hitug koefisie Skewess C s 3 ( LogX LogX ) i = i= 1.. (.8) 3 ( 1) ( ) S - Hitug Koefisie Curtosis (C k ) C k = i= 1 ( LogX LogX ) 4 ( 1) ( ) ( 3) S i 4. (.9) - Hitug logaritma data pada iterval pegulaga atau kemugkia prosetase yag dipilih. LogR = LogX + k S. (.10) (Sumber : Hidrologi Tekik, Ir. CD. Soemarto, BIE. Dipl. HE) Harga k adalah harga utuk setiap ilai C s da iterval pegulaga atau kemugkia prosetase yag dipilih. Nilai k dapat diambil dari Tabel.4 Sedagka Log X = Log R adalah logaritma curah huja recaa yag mempuyai iterval pegulaga atau kemugkia prosetase sama.

13 BAB II STUDI PUSTAKA II - 13 Tabel.4. Nilai k utuk setiap ilai C S (Koefisie Skewess) Kemecega Periode Ulag (tahu) (C S ) Peluag (%) ,5 0,1 3-0,396 0,4 1,18,78 3,15 4,051 4,97 7,5,5-0,36 0,518 1,5,6 3,048 3,845 4,65 6,6, -0,33 0,574 1,84,4,97 3,705 4,444 6, -0,307 0,609 1,30,19,91 3,605 4,98 5,91 1,8-0,8 0,643 1,318,193,848 3,499 4,147 5,66 1,6-0,54 0,675 1,39,163,78 3,388 6,99 5,39 1,4-0,5 0,705 1,337,18,706 3,71 3,88 5,11 1, -0,195 0,73 1,34,087,66 3,149 3,661 4,8 1-0,164 0,758 1,34,043,54 3,0 3,489 4,54 0,9-0,148 0,769 1,339,018,498,957 3,401 4,395 0,8-0,13 0,78 1,336 1,998,453,891 3,31 4,5 0,7-0,116 0,79 1,333 1,967,407,84 3,3 4,105 0,6-0,099 0,8 1,38 1,939,359,755 3,13 3,96 0,5-0,083 0,808 1,33 1,91,311,686 3,041 3,815 0,4-0,066 0,816 1,317 1,88,61,615,949 3,67 0,3-0,05 0,84 1,309 1,849,11,544,856 5,55 0, -0,033 0,831 1,301 1,818,159,47,763 3,38 0,1-0,017 0,836 1,9 1,785,107,4,67 3, ,84 1,8 1,751,054,36,576 3,09-0,1 0,017 0,836 1,7 1,761,5,48 3,95-0, 0,033 0,85 1,58 1,68 1,945,178,388,81-0,3 0,05 0,83 1,45 1,643 1,89,104,94,675-0,4 0,066 0,855 1,31 1,606 1,834,09,01,54-0,5 0,083 0,856 1,16 1,567 1,777 1,955,108,4-0,6 0,099 0,857 1, 1,58 1,7 1,88,016,75-0,7 0,116 0,857 1,183 1,488 1,663 1,806 1,96,15-0,8 0,13 0,856 1,166 1,488 1,606 1,733 1,837,035-0,9 0,148 0,854 1,147 1,407 1,549 1,66 1,749 1,91-1 0,164 0,85 1,18 1,366 1,49 1,588 1,664 1,8-1, 0,195 0,844 1,086 1,8 1,379 1,449 1,501 1,65-1,4 0,5 0,83 1,041 1,198 1,7 1,318 1,351 1,465-1,6 0,54 0,817 0,994 1,116 1,166 1, 1,16 1,8-1,8 0,8 0,799 0,945 1,035 1,069 1,089 1,097 1,13-0,307 0,777 0,895 0,959 0,98 0,99 1, , 0,33 0,75 0,844 0,888 0,9 0,905 0,907 0,91 -,5 0,36 0,711 0,771 0,793 1,798 0,799 0,8 0,80-3 0,396 0,636 0,66 0,666 0,666 0,667 0,667 0,668 (Sumber : Hidrologi Tekik, Ir. CD. Soemarto, BIE. Dipl. HE)

14 BAB II STUDI PUSTAKA II Uji Sebara Setelah medapatka curah huja rata-rata dari beberapa stasiu yag berpegaruh di daerah alira sugai, selajutya diaalisis secara statistik utuk medapatka pola sebara yag sesuai dega sebara curah huja rata-rata yag ada. Sebara yag diguaka dalam perhituga daerah curah huja adalah : a. Sebara Normal Cs = 0 b. Sebara Log Normal Ck = 3 Cv... (.11) c. Sebara Gumbel Cs 1,1396 ; Ck 5,400 d. Sebara Log Pearso III Cs 0 C s = 3 ( Ri R) 3 ( 1)( ) S (.1) C v = (Sx/ R ) (.13) C k = ( 1)( ) 3 S ( ) ( Ri 4 R) 4 (.14) Dega : Cs Ck Cv Ri R Sx = Koefisie Keruciga (Skewess) = Koefisie Curtosis = Koefisie variasi = Curah huja masig-masig pos (mm) = Curah huja rata-rata (mm) = Stadart deviasi (Sumber : Hidrologi utuk Pegaira, Ir. Suyoo Sosrodarsoo)

15 BAB II STUDI PUSTAKA II - 15 Dega megikuti pola sebara yag sesuai selajutya dihitug curah huja recaa dalam beberapa metode ulag yag aka diguaka utuk medapatka debit bajir recaa. Sebelum meghitug debit bajir maka dilakuka uji keselarasa. Uji keselarasa dimaksudka utuk meetapka apakah persamaa distribusi peluag yag telah dipilih dapat mewakili dari distribusi statistic sample data yag diaalisa. Ada dua jeis keselarasa (Goodess of Fit Test), yaitu uji keselarasa Chi Kuadrat da Smirov Kolmogorof. Pada test ii biasaya yag diamati adalah ilai hasil perhituga yag diharapka. i. Uji Keselarasa Chi Kuadrat Rumus : Di maa : x O f E f K x = ( E f O f ) i= 1 E f x CR. (.15) = harga chi kuadrat, x CR = harga chi kuadrat kritik = frekuesi yag terbaca = frekuesi yag diharapka = jumlah sub kelompok. Prosedur uji Chi Kuadrat adalah sebagai berikut : Urutka data pegamata ( dari besar ke kecil atau sebalikya ) Hituglah jumlah kelas yag ada (K) = 1 + 3,3 log. Dalam pembagia kelas disaraka agar setiap kelas terdapat miimal tiga buah datapegamata. Jumlahka data pegamata sebesar O f tiap tiap sub-grup. Hitug ilai E f = K ( O ) f E f Jumlah seluruh K sub-grup ilai E f utuk meetuka ilai chi-kuadrat hitug. Tetuka derajat kebebasa Dk = K-(R+1) (ilai R= utuk distribusi ormal da biormal ) Iterprestasi hasil uji sebagai berikut :

16 BAB II STUDI PUSTAKA II Apabila peluag 5 %, maka persamaa distribusi yag diguaka dapat diterima. - Apabila peluag 1 %, maka persamaa distribusi yag diguaka tidak dapat diterima. - Apabila peluag 1-5 %, maka tidak mugki megambil keputusa, misal perlu data tambaha. Tabel.5 Nilai kritis utuk Distribusi Chi Kuadrat Dk Derajat Kepercayaa (Sumber : Sistem Draiase Perkotaa Yag Berkelajuta, DR. Ir. Suripi) ii. Metode Smirov Kolmogorov Dega membadigka probabilitas utuk variat dari distribusi empiris da teoritis aka terdapat perbedaa ( ) tertetu.

17 BAB II STUDI PUSTAKA II - 17 Persamaa Smirov Kolmogorov: maks = P(X) P(Xi) < CT... (.16) (Sumber : Hidrologi Tekik, Ir. CD. Soemarto, BIE. Dipl. HE) Dimaa: maks = Perbedaa maksimum atara data huja dega garis teoritis P(X) = Probabilitas dari distribusi huja empiris P(X i ) = Probabilitas dari distribusi huja teoritis CT = Perbedaa maksimum yag diijika Tabel.6 Nilai Delta Kritis utuk Uji Keselarasa Smirov Kolmogorof CT > / 1./ 1.36/ 1.693/ (Sumber : Hidrologi Tekik, Ir. CD. Soemarto, BIE. Dipl. HE) Apabila harga maks yag terbaca pada kertas probabilitas lebih kecil dari CT utuk suatu derajat yata (level of sigifica) da bayakya variat tertetu dapat disimpulka peyimpaga yag terjadi haya kebetula saja..3.4 Aalisis Debit Bajir Recaa Utuk meetuka besarya debit bajir recaa sugai berdasarka huja yag terjadi, ditijau hubuga atara huja da alira sugai. Besarya alira yag terjadi pada sugai ditetuka oleh besarya huja, itesitas huja daerah, durasi huja da luas daerah alira sugai. Perhituga debit bajir recaa dapat dihitug dega beberapa metode atara lai: 1. Metode Rasioal. Metode Haspers 3. Metode Passig Capacity

18 BAB II STUDI PUSTAKA II Metode Melchior 5. Metode der Weduwe Metode Rasioal Diguaka utuk luas DPS 300 km Metode ii diguaka dega aggapa bahwa DPS memiliki : - Itesitas curah huja merata di seluruh DPS dega durasi tertetu. - Lamaya curah huja = waktu kosetrasi dari DPS. - Pucak bajir da itesitas curah huja mempuyai tahu berulag yag sama. Rumus : Q T ( / 3, ) C I A = 1 6 (m 3 /detik)... (.17) (Sumber : Hidrologi Utuk Pegaira, Ir. Suyoo Sosrodarsoo) Di maa : Q T = debit bajir periode ulag tertetu (m 3 /detik) C = koefisie debit I = Itesitas curah huja (mm/jam) A = luas daerah pegalira sugai (km ) Itesitas huja dapat dihitug megguaka rumus Mooobe : 3 R4 4 I = x...(.18) 4 tc (Sumber : Hidrologi Utuk Pegaira, Ir. Suyoo Sosrodarsoo) Di maa : R 4 = Curah huja maksimum dalam 4 jam (mm) tc = Waktu kosetrasi (jam) tc = 0,0195 L 0,77 S -0,385 Di maa: L = Pajag sugai (m) S = Kemiriga sugai (m/m)

19 BAB II STUDI PUSTAKA II Metode Haspers Diguaka utuk luas DPS < 300 km Rumus : Q T = α β q A(m 3 /detik) ).....(.19) (Sumber : Hidrologi Utuk Pegaira, Ir. Suyoo Sosrodarsoo) Di maa : Q T α β = debit bajir yag diperkiraka dalam periode ulag tertetu (m 3 /detik) = koefisie ru off = koefisie reduksi q = huja maksimum (m 3 /det/km ) A = luas daerah pegalira sugai (km ) Prosedur perhituga : 1. = 0,1 I 0,8 0,3 t L (.0) 0,7 1+ 0,01 A. α =.. (.1) 0, ,075 A 3. 1 t + 3,7 10 = 1+ β t ,4 t A 1 0, (.) Utuk t < jam diguaka rumus : t * r r = (.3) t + 1 0,0008(60 R)( t) Utuk jam t 19 jam diguaka rumus : t * R r = (.4) t + 1 Utuk 19 jam < t 30 hari diguaka rumus : r = 0,707R t (.5) r q =... (.6) 3,6 * t

20 BAB II STUDI PUSTAKA II - 0 Di maa : t = lamaya curah huja (jam) R = curah huja haria maksimum (mm/hari) (Sumber : Hidrologi Utuk Pegaira, Ir. Suyoo Sosrodarsoo) Metode Passig Capacity Utuk meetuka besar debit bajir dega memperhatika keadaa alam, keadaa sugai juga tiggi air dapat diguaka rumus hidrolika sebagai berikut : Q = A.V... (.7) V = 1.R /3.I 1/... (.8) R = A/P... (.9) (Sumber : Hidrologi Utuk Pegaira, Ir. Suyoo Sosrodarsoo) Di maa : Q = volume bajir yag melalui tampag per satua waktu ( m 3 /dtk ) A = luas peampag basah ( m ) V = kecepata alira ( m/dtk ) R = jari-jari hidrolis ( m ) P = kelilig peampag basah sugai (m ) I = kemiriga sugai = agka kekasara Maig Tabel.7 Agka Kekasara Maig No. Tipe Salura da Jeis Baha Harga Miimum Normal Maksimum 1. Beto Gorog-gorog lurus da bebas dari kotora 0,010 0,011 0,013 Gorog-gorog dega legkuga da sedikit kotora/gaggua 0,011 0,013 0,014 Beto dipoles 0,011 0,01 0,014 Salura pembuaga dega bak kotrol 0,013 0,015 0,017. Taah, lurus da seragam Bersih baru 0,016 0,018 0,00 Bersih telah melapuk 0,018 0,0 0,05 Berkerikil 0,0 0,05 0,030 Berumput pedek, sedikit taama peggaggu 0,0 0,07 0, Salura alam Bersih lurus 0,05 0,030 0,033 Bersih, berkelok-kelok 0,033 0,040 0,045 Bayak taama peggaggu 0,050 0,070 0,080 Datara bajir berumput pedek-tiggi 0,05 0,030 0,035 Salura di belukar 0,035 0,050 0,070 (Sumber : Buku Kuliah Hidraulika II, DR. Ir. Suripi, M.Eg)

21 BAB II STUDI PUSTAKA II Metode Melchior Diguaka utuk luas DAS > 100 km Rumus : Q o = α.β.q o.a... (.30) F = (Π/4) L 1 L... (.31) T c = 0,186.L.Q -0, o.i -0, (.3) (Sumber : Buku Petujuk Perecaaa Irigasi) Di maa : Q o α = debit pucak bajir (m 3 /dtk) = koefisie pelimpasa air huja (ru off) β.q o = luasa curah huja (m 3 /dtk.km ) A = luas daerah alira sugai (km ) F = luas elips daerah alira sugai (km ) L 1 L T c L I = pajag sumbu besar (km) = pajag sumbu kecil (km) = waktu kosetrasi (jam) = pajag sugai (km) = kemiriga rata-rata sugai Debit pucak dihitug meurut lagkah-lagkah sebagai berikut : - Tetuka besarya curah huja sehari utuk periode ulag recaa yag dipilih. - Tetuka α utuk daerah alira sugai dari Tabel.8. - Meghitug F utuk daerah alira sugai. L Gambar.10 Luasa Elips Daerah Alira Sugai L 1

22 BAB II STUDI PUSTAKA II - - Memperkiraka harga pertama utuk waktu kosetrasi T o dari Tabel.9. - Mecari ilai β.q o dari Gambar Meghitug T c utuk Q o. - Ulagi lagi lagkah d da e utuk harga T o baru yag sama dega T c sampai waktu kosetrasi yag diperkiraka mempuyai harga sama. Tabel.8 Koefisie Pelimpasa Air Huja Taah Peutup Koefisie Pelimpasa Air Huja Huta lebat (vegetasi dikembagka dega baik) 0,6-0,70 Huta dega kelebata sedag (vegetasi dikembagka dega cukup baik) 0,65 0,75 Taama ladag dag daerah-daerah gudul (terjal) 0,75 0,80 (Sumber : Buku Petujuk Perecaaa Irigasi) F (km ) Tabel.9 Perkiraa T o (Metode Melchior) T o (jam) F (km ) T o (jam) 100 7, , , (Sumber : Buku Petujuk Perecaaa Irigasi)

23 BAB II STUDI PUSTAKA II - 3 Gambar.11 Luasa Curah Huja ( Metode Melchior) (Sumber : Buku Petujuk Perecaaa Irigasi) Metode der Weduwe Diguaka utuk luas DAS 100 km Rumus : Q max = α β q A... (.3) 1 4,1 α =..... (.33) β. + 7 q 10 + β = (( t + 1) /( t + 9) ). A 10 + A. (.34)

24 BAB II STUDI PUSTAKA II - 4 0,5* L t = (.35) 0,5 q * I 0,15 R 67,65 q = x... (.36) 40 t + 1,45 Di maa : (Sumber : Buku Petujuk Perecaaa Irigasi) Q max R α β = debit bajir (m 3 /dtk) = curah huja maksimum haria (mm/jam) = koefisie pelimpasa air huja (ru off) = koefisie reduksi luasa utuk curah huja di DAS q = luasa curah huja (m 3 /dtk km ) A = luas daerah pegalira (km ) t L I = lamaya huja (jam) = pajag sugai (km) = kemiriga sugai.4 DASAR-DASAR PERENCANAAN BENDUNG GERAK.4.1 Kostruksi da Dimesi Bedug Utuk bedug gerak yag betagaya kecil biasaya kostruksiya berbetuk kotak, utuk betaga sedag diambil kostruksi betuk huruf U da utuk betaga lebar dibagu dega kostruksi betuk huruf T terbalik. Utuk memilih tipe kostruksi bedug gerak haruslah didasarka pada pertimbaga-pertimbaga atara lai, karakteristik lapisa taah podasi, harga bedug da fugsi yag aka dibebaka. Khusus utuk bedug gerak berpitu bayak, maka perlu pula diperhatika kemugkia terjadiya peurua yag tidak rata akibat lapisa taah podasi yag lemah da kemugkia diperlukaya sambugasambuga.

25 BAB II STUDI PUSTAKA II - 5 Gambar.1 Tipe Kostruksi Bedug Gerak.4. Peyelidika Model Hidrolis Peyelidika model dilakuka utuk meyelidiki perilaku (performace) hidrolis dari seluruh bagua atau masig-masig kompoeya. Ahli yag bertaggug jawab atas perecaaa bedug, harus memutuska apakah peyelidika model diperluka atau tidak, berdasarka pertimbagapertimbaga berikut : - Apakah kodisi lokasi sedemikia rupa sehigga aka timbul masalahmasalah yag tidak bisa dipecahka dega pegalama yag ada sekarag. - Apakah masalah-masalah bagua begitu kompleks sehigga dega parameter-parameter da stadar perecaaa yag ada tidak mugki dibuat suatu perecaaa akhir yag dapat diterima. - Apakah hasil-hasil peyelidika model itu aka bayak meghemat biaya. - Apakah atura-atura pedahulu utuk eksploitasi da pemeliharaa bagua ati tidak dapat ditetapka berdasarka pegalama sebelumya. - Apakah biaya peyelidika model tidak besar dibadigka dega seluruh biaya pelaksaaa bagua.

26 BAB II STUDI PUSTAKA II - 6 Tabel.10 Peyelidika dega Model utuk Bagua Utama Jeis Sugai Data Sugai Lokasi da Tata Letak Umum Pekerjaa Pegatura Sugai Betuk Mercu Bedug Kolam Olak Eksploatasi Pitu Pegambila da Pembilas Salura Pegarah & Katog Lumpur - Peyelidika I - Bedug Gerak - Lebar sugai 50 m - Debit q 10 m 3 /det/m - Sugai megagkut pasir & laau - Elevasi pegempaga lebih tiggi daripada taah di sekitarya - Debit salura 10 m 3 /det - Peyelidika model diajurka - Peyelidika model diajurka - Peyelidika model tak diajurka - Peyelidika model tak diajurka - Sebaikya memakai kolam locat air - Peyelidika model tak diajurka model tak diajurka - Sebaikya memakai pembilas bawah - Boleh tidak memakai jika sugai haya megagkut pasi, laau da lempug sagat - Peyelidika model tak diajurka halus II - Bedug Gerak - Lebar sugai m - Debit q = m 3 /det/m - Sugai megagkut pasir & kerikil ukura 64 mm - Elevasi pegempaga tiggi - Debit salura m 3 /det - Peyelidika model diajurka - Tata letak pedahulua & lokasi dicek dega model dasar gerak - Peyelidika model diajurka - Pegatura sugai dioptimasi - Peyelidika model diajurka dalam hal-hal khusus - Utuk pitupitu khusus perlu model utuk mecek da memperbaiki berfugsiya bagua - Peyelidika model diajurka - Verifikasi hasil perecaaa pedahulua dega model dasar gerak - Peyelidika model diajurka - Atura eksploitasi pitu - Peyelidika model diajurka - Efisiesi pegelaka sedime - Peyelidika model diajurka - Selidiki tata letak morfologi salura & peraliha utuk kolam yag sagat lebar (Sumber : Stadar Perecaaa Irigasi KP-0 )

27 BAB II STUDI PUSTAKA II Lebar Bedug Gambar.13 Lebar Efektif Jarak atara pagkal-pagkal (Abutmet) sebaikya sama dega lebar rata-rata sugai pada bagia yag stabil. Di bagia ruas bawah sugai, lebar ratarata ii dapat diambil pada debit peuh (bakfull discharge). Lebar efektif mercu (Be) sebagai fugsi dari mercu yag sebearya (B), yaki jarak atara pagkalpagkal bedug diguaka persamaa sebagai berikut: Be = B (.k p + k a ) H 1... (.36) (Sumber : Stadar Perecaaa Irigasi KP-0 ) Di maa: = Jumlah pilar k p k a H 1 B e B = Koefisie kotraksi pilar = Koefisie kotraksi pagkal pilar = Tiggi eergi (m) = Lebar efektif bedug (m) = Lebar bruto bedug (m).4.4 Kolam Olak Tipe Kolam Olak yag aka direcaa di sebelah hilir bagua tergatug pada eergi yag masuk, yag diyataka dega bilaga Froude, da pada baha kostruksi kolam olak.

28 BAB II STUDI PUSTAKA II - 8 Rumus : Gambar.14 Hubuga Kedalama Air Hulu da Hilir ( 1/ H z) v g +... (.37) 1 = 1 [ 1+ 1 r1 ] y = y u + 8 F..... (.38) [ 1+ 1 ] y y u = + 8F r.... (.39) v Fr =... (.40) g 1. y u (Sumber : Stadar Perecaaa Irigasi KP-0 ) Di maa : y = kedalama air di akhir locat air ( m ) y u = kedalamam air di awal locat air ( m ) Fr = bilaga Froude v 1 = kecepata awal locata (m/dtk ) g = percepata gravitasi (9,8 m/dtk ) Berdasarka bilaga Froude, dapat dibuat pegelompoka pegelompoka dalam perecaaa kolam sebagai berikut : 1. Utuk Fr u 1,7 tidak diperluka kolam olak pada salura taah, bagia hilir harus dilidugi dari bahaya erosi da salura pasaga batu atau beto tidak memerluka liduga khusus.. Jika 1,7 < Fr u 4,5 maka aka timbul situasi yag palig sulit dalam memilih kolam olak yag tepat. Locata air tidak terbetuk dega baik da meimbulka gelombamg sampai jarak yag jauh di salura. Cara megatasiya adalah megusahaka agar kolam olak utuk bilaga Froude

29 BAB II STUDI PUSTAKA II - 9 ii mampu meimbulka olaka (turbulesi) yag tiggi dega blok halagya atau meambah itesitas pusara dega pemasaga blok depa kolam. 3. Jika Fr u > 4,5 ii aka merupaka kolam yag palig ekoomis karea kolam ii pedek. Dega kolam locat air yag sama, tagga dibagia ujugya aka jauh lebih pajag da mugki harus diguaka dega pasaga batu. Terlepas dari kodisi hidrolis, bilaga Froude da kedalama air hilir, berdasarka kodisi dasar sugai da tipe sedime maka kolam olak bisa ditetuka sebagai berikut : Bedug di sugai yag megagkut bogkah atau batu batu besar dega dasar yag relatif taha gerusa, biasaya cocok dega kolam olak tipe bak teggelam ( sub merged bucket ). Bedug di sugai yag megagkut batu batu besar, tetapi sugai itu megadug baha alluvial, dega dasar taha gerusa, aka megguaka kolam locat air tapa blok blok halag atau tipe bak teggelam. Bedug di sugai yag haya megagkut baha baha sedime halus dapat direcaaka dega kolam locat air yag diperpedek dega megguaka blok blok halag Kolam Olak Tipe USBR Beberapa tipe kolam olak ii telah dikembagka oleh USBR. Piggir dari tipe ii adalah vertical da pada umumya mempuyai latai yag pajag, blok blok da ambag hilir biasa maupu ambag hilir bergigi. Ruag olak dega blok blok da ambag tidak baik utuk sugai yag megagkut batu. Macam macam kolam olak tipe USBR sebagai berikut : 1. Kolam olak USBR I, kolam yag terbetuk oleh locata hidraulik yag terjadi pada latai dasar. Tipe ii biasaya tidak praktis karea terlalu pajag da di pakai utuk bilaga Froude ( F r =,5-4,5 ).. Kolam olak USBR II, dikembagka utuk kolam olak yag bayak diguaka pada beduga tiggi, beduga urug taah da struktur struktur salura besar. Kolam olak dilegkapi dega blok blok di ujug

30 BAB II STUDI PUSTAKA II - 30 hulu da ambag bergigi di ujug hilir. Pajag kolam olak dapat diperoleh dari kurva yag dibuat oleh biro tersebut. Kolam olak USBR II dapat dipakai pada bilaga Froude lebih besar atau sama dega 4,5 ( F r 4,5 ), dega catata kecepata v 1 16 m/dt utuk meghidari kavitasi ). Gambar dapat dilihat pada Gambar.15 sebagai berikut : Gambar.15 Kolam Olak Tipe USBR II 3. Kolam olak USBR III, diguaka pada bagua draiase kecil dega 4,5 y pajag ruag olak : L = B tetapi mempuyai faktor keamaa 0, 76 Fr yag lebih tiggi. Kolam USBR dapat dipakai utuk bilaga Froude lebih besar atau sama dega 4,5 ( F r 4,5 ), tetapi bila kecepata v 1 16 m/dt. Gambar dapat dilihat pada Gambar.16 sebagai berikut : Gambar.16 Kolam Olak Tipe USBR III

31 BAB II STUDI PUSTAKA II Kolam olak USBR IV diracag utuk megatasi persoala pada locata hidrolis yag berosilasi. Kolam olak ii haya dapat diguaka utuk peampag persegi pajag. Kolam olak USBR IV dipakai utuk bilaga Froude,5 sampai 4,5. Gambar dapat dilihat pada Gambar.17 sebagai berikut : Gambar.17 Kolam Olak Type USBR IV.4.4. Kolam Olak Vlughter Kolam Olak Vlughter, (Gambar.18) Kolam ii tidak bisa diguaka pada tiggi air hilir di atas da di bawah tiggi muka air yag telah diuji di laboratorium. Peyelidika meujukka bahwa tipe bak teggelam yag perecaaaya hampir sama dega kolam Vlughter lebih baik. Karea kolam Vlugter tidak bisa diguaka pada bedug yag debitya selalu megalami fluktuasi. Kolam olak utuk bagua terju di salura irigasi mempuyai batas batas yag diberika utuk z/h c 0,5;,0 da 1,5 dihubugka dega bilaga Froude yaitu 1,0;,8 da 1,8. Bilaga bilaga Froude diambil pada kedalama z di bawah tiggi eergi hulu, buka pada latai kolam utuk kolam locat air. Rumus hc = / 3Hd... (.41) Z Jika 0,5<, 0 maka t =,4hc + 0, 4Z.. (.4) h c

32 BAB II STUDI PUSTAKA II - 3 Z Jika,0< 15, 0 h c maka t = 3,0hc + 0, 1Z.. (.43) hc a = 0,8hc..... (.44) Z d=r=l (ukura dalam meter ) Gambar.18 Kolam Olak Type Vlughter Kolam Olak Bak Teggelam Kolam Olak Tipe Bak Teggelam telah diguaka pada bedugbedug redah da utuk bilaga-bilaga Froude redah. Kriteria yag diguaka utuk perecaaa diambil dari baha-baha da hasil-hasil peyelidika dega model. Baha ii diolah oleh Istitut Tekik Hidrolika di Badug utuk meghasilka seragkaia perecaaa utuk kolam dega tiggi eergi redah ii. Rumus : 3 q h = (.45) c g Di maa : h c = kedalama air kritis ( m ) q = debit per lebar satua ( m 3 / dt ) g = percepata gravitasi ( 9,8 m / dt ) Gambar Kolam Olak Tipe Bak Teggelam dapat dilihat pada Gambar.19 sebagai berikut :

33 BAB II STUDI PUSTAKA II - 33 Gambar.19 Kolam Olak Tipe Bak Teggelam.4.5 Stabilitas Kostruksi Dalam peijaua stabilitas kostruksi bedug, ditijau dalam dua kodisi yaitu: kodisi air ormal da kodisi air bajir. Kodisi air ormal adalah kodisi pada saat muka air di hulu bedug haya mecapai elevasi bedug, sedagka kodisi air bajir adalah kodisi pada saat debit bajir terjadi Utuk megetahui stabilitas kostruksi bedug, maka harus diperhitugka terhadap beberapa faktor yaitu: 1. Aalisa gaya-gaya horisotal Gaya gempa Gaya akibat tekaa lumpur Gaya akibat tekaa hidrostatis Gaya akibat tekaa taah aktif da pasif. Aalisa gaya-gaya vertikal Gaya akibat berat bedug Gaya agkat (Uplift pressure) 3. Aalisa stabilitas bedug terhadap: Gulig Geser Daya dukug taah

34 BAB II STUDI PUSTAKA II Gaya Akibat Berat Bedug W = γ s x Luas bedug... (.46) (Sumber : Stadar Perecaaa Irigasi KP-0 ) Di maa : γ s = Berat jeis baha pada bedug (kn/m 3 ) W = Gaya akibat berat bedug (kn/m).4.5. Gaya Akibat Gempa Gaya akibat gempa merupaka gaya yag disebabka oleh terjadiya gempa da aka megakibatka gaya tekaa terhadap tubuh bedug da tekaa hidrodiamis. Koefisie gempa dapat dihitug dega megguaka rumus: m Ad = ( ac z) E = Ad g... (.47) (Sumber : Stadar Perecaaa Irigasi KP-06 ) Di maa: Ad = Percepata gempa recaa (m/dtk ), m = koefisie jeis taah ac = percepata kejut dasar (cm/dtk ) E = koefisie gempa g = Percepata gravitasi (9,8 m/dtk ) z = Faktor yag bergatug pada letak geografis Uplift Pressure Tekaa air taah P x dihitug dega rumus: P x = H x L x. H / L... (.48) (Sumber : Stadar Perecaaa Irigasi KP-0 )

35 BAB II STUDI PUSTAKA II - 35 Di maa: P x = Gaya agkat pada titik x (kg/m ) H x L x L H = Tiggi titik yag ditijau ke muka air (m) = Jarak/pajag bidag kotrol bagua da taah bawah (m) = Pajag total bidag kotrol bedug da taah (m) = Beda tiggi eergi (m) Gaya Akibat Tekaa Taah Aktif da Pasif Tekaa taah aktif dihitug dega rumus sebagai berikut: Pa = 0,5 x γ sub x Ka x h... (.49) Ka = ta (45 o θ/). (.50) γ sub = γ sat γ w Gs + e 1+ e = γ w γ w (.51) Tekaa taah pasif dihitug dega rumus sebagai berikut: Pp = 0,5 x γ sub x Kp x h... (.5) Kp = ta (45 o + θ/). (.53) γ sub = γ sat γ w Gs + e 1 + e = γ w γ w. (.54) (Sumber : Stadar Perecaaa Irigasi KP-0 ) Keteraga: Pa = Tekaa taah aktif (to) Pp = Tekaa taah pasif (to) θ = Sudut geser dalam ( o ) g = Gravitasi bumi = 9,8 m/dtk H = Kedalama taah aktif da pasif (m) γ sub = Berat jeis submerged (to/m 3 ) γ w = Berat jeis air = 1,0 to/m 3 Gs = Spesific Gravity e = Void Ratio

36 BAB II STUDI PUSTAKA II Gaya Akibat Tekaa Hidrostatis P air = γ w x Luas tekaa air... (.55) Di maa : γ w = Berat jeis air = 1,0 to/m 3 P air = gaya tekaa hidrostatis (to/m) Gaya Akibat Tekaa Lumpur 1 siθ Ps = γ 1 h. (.56) 1+ siθ (Sumber : Stadar Perecaaa Irigasi KP-0 ) Di maa: Ps = Gaya akibat tekaa lumpur θ = Sudut geser dalam γ 1 = Berat jeis Lumpur = 0,91 to/m 3 h = Kedalama Lumpur (m) Kotrol Stabilitas Bedug Persyarata stabilitas kostruksi yag dijau atara lai adalah sebagai berikut: Kotrol terhadap gulig Sf MV = MH... (.57) Di maa: Sf = Faktor keamaa MV = Jumlah mome vertikal ( to.meter ) MH = Jumlah mome horisotal ( to.meter ) Kotrol terhadap geser V H f 1,5 1,5 (Sumber : Stadar Perecaaa Irigasi )... (.58) (Sumber : Stadar Perecaaa Irigasi )

37 BAB II STUDI PUSTAKA II - 37 Di maa : Sf = Faktor keamaa ΣV = Jumlah gaya vertikal yag bekerja pada bagua (To) ΣH = Jumlah gaya horisotal yag bekerja pada bagua (To) f = Koefisie geseka (0,75) Kotrol terhadap eksetrisitas d = e = B d < B 6... (.59) (Sumber : Stadar Perecaaa Irigasi ) Dimaa: MV = Jumlah mome vertikal (To.m) MH = Jumlah mome horisotal (To.m) ΣV = Jumlah gaya vertikal (To) d = Titik tagkap e = Eksetrisitas B = Lebar yag ditijau (m) Kotrol terhadap erosi bawah taah (Pipig) C L ΣLv + 1/3ΣLh =... (.60) H (Sumber : Stadar Perecaaa Irigasi KP-0 ) Di maa : C L ΣL v ΣL h H Y MV MH = agka rembesa Lae = jumlah pajag vertikal (m) = jumlah pajag horisotal (m) = beda tiggi muka air (m)

38 BAB II STUDI PUSTAKA II - 38 Tabel.11 Harga-Harga Miimum Agka Rembesa Lae (C L ) Jeis Taah C L Pasir taah sagat halus atau laau 8,5 Pasir halus 7,0 Pasir sedag 6,0 Pasir kasar 5,0 Kerikil halus 4,0 Kerikil sedag 3,5 Kerikil kasar termasuk beragkal 3,0 Bogkah dega sedikit beragkal da kerikil,5 Lempug luak 3,0 Lempug sedag,0 Lempug keras 1,8 Lempug sagat keras 1,6 (Sumber : Stadar Perecaaa Irigasi KP-0 ) Keamaa terhadap rekah bagia hilir bagua bisa dicek dega rumus berikut : ( 1+ a / s) s S = (.61) h s Di maa : S = faktor keamaa s = kedalamaa taah (m) a = tebal lapisa pelidug (m) h s = tekaa air pada kedalama s (kg/m ) (Sumber : Stadar Perecaaa Irigasi KP-0 )