BAB V PERENCANAAN KONSTRUKSI

Transkripsi

1 BAB V PERENCANAAN KONSTRUKSI 5.1 Tinjauan Umum Ciniru berfungsi menampung air yang nantinya akan digunakan untuk keperluan irigasi dan memenuhi kebutuhan air baku untuk masyarakat. Dalam perencanaan ini dibatasi pada perancangan tubuh, analisis stabilitas, dan bangunan pelengkap, yang meliputi bangunan pelimpah, bangunan pengelak, bangunan penyadap. 5. Dimensi Perhitungan dimensi meliputi penentuan kemiringan lereng, tinggi, dan lebar puncak Kemiringan Lereng Urugan ( Slope Gradient ) Kemiringan lereng ditentukan sedemikian rupa agar stabil terhadap longsoran. Karena tubuh direncanakan menggunakan urugan tanah pilihan maka diperoleh kemiringan lereng (vertikal : horizontal) sebelah hulu 1 : 3 dan sebelah hilir 1:, Tinggi Puncak Tinggi puncak merupakan hasil penjumlahan antara tinggi dengan tinggi jagaan. Berdasarkan hasil perhitungan flood routing didapat elevasi muka air normal (MAN) adalah + 9,10 m, elevasi muka air banjir (MAB) yang terjadi + 31,10 m. Sedangkan elevasi dasar kolam + 190,00 m. V - 1

2 Tinggi M.A Banjir Tinggi Jagaan Tinggi M.A. Normal Tinggi Tanah Dasar Kedalaman Pondasi Gambar 5.1 Dimensi Tinggi jagaan adalah jarak bebas antara mercu dengan permukaan air maksimum rencana. Tinggi jagaan dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan sebagai berikut : h e H f h + (h w atau ) + ha + h i h e H f h w + + ha + h i Tinggi jagaan dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain : 1. Tinggi kenaikan permukaan air yang disebabkan oleh banjir abnormal ( h ) dihitung berdasarkan Persamaan sebagai berikut : h =. 3 α Q Q 0 h. A h 1+ Q T Untuk perhitungan digunakan data-data sebagai berikut : Q o = 44, m³/dt Q = 44,4 m³/dt h = 5,8 m A = 1,87 km T = jam h = h = 0, 44. 5, ,4 1,87 5, ,4 0,76 m V -

3 . Tinggi jangkauan ombak yang disebabkan oleh angin (h w ) Tinggi jangkauan ombak yang disebabkan oleh angin sangat dipengaruhi oleh panjangnya lintasan ombak (F) dan kecepatan angin di atas permukaan air. Panjang lintasan ombak yang dipakai adalah F eff sebesar 410m (Gambar 5.). Sedangkan kecepatan angin (maksimal) di atas permukaan air diambil dari data di stasiun Ciniru yaitu 0 m/dtk. Perhitungan tinggi ombak (h w ) ini menggunakan grafik metode SMB (Gambar 5.) yang dikombinasikan dengan metode Saville. Dengan kemiringan hulu 1:3 tinggi jangkauan ombak (h w ) yang didapat adalah 0,39 m. Gambar 5. Grafik Perhitungan Metode SMB (Sosrodarsono, 1989) 3. Tinggi ombak yang disebabkan oleh gempa (h e ) Digunakan data-data pada tabel berikut : V - 3

4 Tabel 5.1 Koefisien Gempa (DHV Consultant, 1991) Zone Koefisien (Z) Keterangan A 1,90-,00 B 1,60-1,90 C 1,0-1,60 D 0,80-1,0 E 0,40-0,80 Kuningan F 0,0-0,40 Tabel 5. Percepatan Dasar Gempa (DHV Consultant, 1991) Periode Ulang (tahun) Percepatan dasar gempa (Ac) (cm/dt²) 98,4 119,6 151,7 181,1 15,81 71,35 3,35 48,80 564,54 Tabel 5.3 Faktor Koreksi (DHV Consultant, 1991) Tipe Batuan Rock Foundation Diluvium (Rock Fill Dam) Aluvium Soft Aluvium Faktor (V) 0,9 1,0 1,1 1, Dari data pada tabel-tabel di atas, maka dapat ditentukan harga yang akan digunakan yaitu: (1). Koefisien gempa (z) = 0,80 (). Percepatan dasar gempa (Ac) = 181,1 cm/dt² (3). Faktor koreksi (V) = 1,1 V - 4

5 (4). Percepatan grafitasi ( g ) = 981 cm/dt² Gambar. 5.3 Pembagian Zone Gempa di Indonesia (SNI Gempa 00) Perhitungan intensitas seismis horisontal, dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : e = e = V z. Ac. g 0,8.181,1. e = 0, Besarnya tinggi ombak yang diakibatkan oleh gempa (h e ) dihitung menggunakan Persamaan berikut : e. τ h e = g. h0 π di mana : e = Intensitas seismis horizontal τ = Siklus seismis ( 1 detik ) V - 5

6 h 0 = Kedalaman air di dalam (m) = elv.m.a.b elv.dasar kolam = + 31,1 - (+ 190,00) = 41,1 m 0,15.1 h e = 9,81. 41, 1 3,14 = 0,94 m Jadi tinggi puncak ombak di atas permukaan air rata-rata h e = 0,47 m. 4. Kenaikan permukaan air yang disebabkan oleh ketidaknormalan operasi pintu bangunan (h a ) diambil = 0,5 m (Sosrodarsono, 1989) 5. Angka tambahan tinggi jagaan yang didasarkan pada tipe (h i ). Mengingat limpasan melalui mercu urugan sangat riskan maka untuk tipe ini angka tambahan tinggi jagaan (h i ) ditentukan sebesar (h i = 0.5 m). Berdasarkan data perhitungan tersebut di atas di mana : h h w h e h a h i 0,76 m 0,39 m 0,47 m 0,5 m 0.5 m : Maka tinggi jagaan dapat ditentukan, yang hasilnya adalah sebagai berikut H f = 0,39 + 0,47 + 0,5 + 0,5 = 1,86 m H f = 0,76 + 0,39 + 0,5 + 0,5 =.15 m H f = 0,76 + 0,47 + 0,5 + 0,5 =.3 m V - 6

7 i BAB V PERENCANAAN KONSTRUKSI Dari ketiga alternatif tinggi jagaan tersebut diambil tinggi jagaan 3,80 m (menyesuaikan elevasi garis kontur pada sisi kanan dan sisi kiri ). Tinggi puncak = tinggi + tinggi jagaan = 41,1+ 3,80 = 45,01m. Jadi elevasi puncak = 190, ,01 m, elevasi puncak + 35,01 m ,000 m. Main Dam +35,000 Ah hw he hq Tinggi Jagaan MAB 31,10 hi Gambar Tinggi Jagaan (free board) 5..3 Lebar Mercu Lebar mercu minimum dihitung berdasarkan persamaan sebagai berikut : B = 3,6 H 1/3 3,0 di mana : H = Tinggi ( 45,00 m ) Maka : B = 3,6 (45,00) 1/3 3,0 = 10,083 m 14,000 m Karena digunakan tipe urugan, maka untuk memberikan rasa aman terhadap kestabilan terhadap longsornya lapisan kedap air lebar diambil 14 m. Konstruksi Tubuh Untuk melindungi permukaan lereng dari ombak serta penurunan air mendadak, permukaan lereng dilapisi dengan hamparan batu pelindung (rip-rap). Sedangkan untuk lereng sebelah hilir dihamparkan gebalan rumput, untuk melindungi lereng terhadap erosi. Dari perencanaan tubuh diatas dapat digambarkan sket tubuh seperti gambar dibawah ini. Untuk lebih lengkapnya dapat dilihat pada lampiran gambar perencanaan. V - 7

8 14,00 rip rap filler kasar filler halus +35,00 5,00 1 3,5 1 45,00 +09,00 19,00 1 rip rap filler kasar filler halus 3 COFFERDAM URUGAN TANAH HOMOGEN +190,00 Gambar Konstruksi tubuh Bendungan 5.3 Perhitungan Stabilitas Tubuh Stabilitas Lereng Terhadap Aliran Filtrasi Stabilitas lereng terhadap rembesan ditinjau dengan cara sebagai berikut : 1. Formasi garis depresi tubuh bendung kondisi tanpa menggunakan chimney diketahui : h = 41,1 m (kondisi FSL) hwdk = 45,00 m l 1 l = 140,38 m = 16,6 m α = 4 º d = 0,333. l + l 1 = (0,333 x 140,38) + 16,6 = 173,37 m Dengan persamaan ini, maka : Y = h d - d = (41,1) + (173,37) (173,37) = 4,83 m 0 + Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan Persamaan : y = y y = 0. x + 0.4,83x + 4,83 Dan diperoleh koordinat parabola sebagai berikut : x -, y x y V - 8

9 Untuk α kurang dari 30 0, harga a = d - cosα d cosα - h sinα Berdasarkan Persamaan ini, maka dapat ditentukan nilai : y 0 a + a = = 1 - cosα 4,83 0,086 = m (A-C) d a = - cosα d cosα - h sinα = 173,37 173,37 41,1 - - cos4 cos4 sin 4 = 9,31 m o o o Sehingga didapat nilai : a = 9,31 m jarak (A-C) a = 56,16 9,31 = 6,85 m jarak (C 0 -C) Dari hasil perhitungan didapat garis depresi aliran yang keluar melalui lereng hilir sehingga tidak aman terhadap bangunan untuk itu perlu digunakan drainase kaki maupun drainase alas V - 9

10 +31, m 4,1 m 14,0 m +35,0 m 45,00 31,10 19,00 1,5 4, m +09,0 m COFFERDAM 1 3 URUGAN TANAH +190,0 m,5 1 Co 9,3 m 6,8 m 4 C A 4,8 m 140,38 m 16,6 m 173,3 m Gambar. 5.6 Garis Depresi Pada Bendungan Homogen (sesuai dengan garis parabola) V - 10

11 . Formasi garis depresi tubuh bendung kondisi dengan menggunakan drainase kaki diketahui : h = 41,1 m (kondisi FSL) hwdk = 45,00 m l 1 = 140,38 m l = 111,6 m α = 135 º d = 0,333. l 1 + l = (0,333 x 140,38) + 111,6 = 158,36 m Dengan persamaan ini, maka : Y = h d - d = (41,1) + (158,36) - ( 158,36) = 5,7 m 0 + Parabola bentuk dasar dapat diperoleh dengan Persamaan: y = y y = 0. x + 0.5,7x + 5,7 Dan diperoleh koordinat parabola sebagai berikut : x y x y Untuk α = 135 0, harga a = 1 ( h + d d ) Berdasarkan Persamaan ini, maka dapat ditentukan nilai : y0 a + a = = 1 + cosα 5,7 1+ 0,707 = 3,09 m 1 a = ( 41, , ) =,64 m a = 3,09 m,64 m = 0,45 m V - 11

12 4,1 m 14,0 m +35,0 m 45,0 m 41,1 m 19,0 m 3 1 5,0 m +09,0 m COFFERDAM 3 1 URUGAN TANAH PILIHAN +190,0 m, ,4 m 111,6 m 158,3 m 15,0 m Gambar 5.7 Garis Depresi Pada Bendungan Homogen Dengan Drainase Kaki V - 1

13 3. Jaringan Trayektori aliran filtrasi (seepage flow-net) Kapasitas aliran filtrasi asumsi Kh = Kv Dengan menggunakan Persamaan ini, dihitung jaringan trayektori aliran sebagai berikut : N f Q f = k H L N e Dari data yang ada di dapat : N f = 3 (asumsi) N e = 9 (asumsi) k = 5 x 10-6 cm/dtk= 5 x 10-8 m/dtk (asumsi) H L = 45,00 m = 67,00 m Maka debit aliran filtrasi adalah sebagai berikut : 3 Q = 5x 10* = 6,1 x 10-5 m³/dtk = 6,1 x = 5,37 m³/hari M.A.B +31, m +35,0 m 9 1 : ,0 m : Gambar 5.8 Jaringan Trayektori V - 13

14 4. Tinjauan terhadap gejala sufosi dan sembulan Kecepatan aliran keluar ke atas permukaan lereng hilir yang komponen vertikalnya dapat mengakibatkan terjadinya perpindahan butiran-butiran bahan, kecepatannya dibatasi dengan dihitung menggunakan Persamaan sebagai berikut : c = w 1 g F γ di mana : c = Kecepatan kritis (m/dtk) w 1 = Berat butiran bahan dalam air = 0,9 ton/m³ g = Percepatan gravitasi = 9,81 m/dtk² F = Luas permukaan yang menampung aliran filtrasi = 137,6 m x 1 m = 137,6 m² (untuk per satuan meter panjang bidang) maka : c = 0,9.9,8 137,6.1 = 0,56 m/dtk Kecepatan rembesan yang terjadi pada dihitung menggunakan Persamaan ini, yaitu : V = k. i = h k. l di mana : k = Koefisien filtrasi = 5 x 10-8 m/dtk i = Gradien debit h = Tekanan air rata-rata = 45 m l = Panjang rata-rata berkas elemen aliran filtrasi pada bidang keluarnya aliran = 167, m V = 8 45,00 5 x 10. = 1,345 x 10-8 m/det < c = 0,56 m/det Aman 167, V - 14

15 5.3. Stabilitas Lereng Terhadap Longsor Stabilitas lereng ditinjau dalam tiga keadaan, yaitu pada saat muka air mencapai elevasi penuh, baru selesai dibangun dan belum dialiri air. Perhitungan ini menggunakan metode PLAXIS V.7.1 dan irisan bidang glincir bundar sebagai pembanding antara perhitungan sistem komputasi dan manual Metode irisan bidang gelincir bundar. Data Teknis Tinggi Puncak = 45,00 m Elevasi Air = + 31,1 m (FSL) Lebar Mercu = 14,00 m Tinggi Air = 41,1 m Kemiringan Hulu = 1 : 3 Kemiringan Hilir = 1 :,5 Tabel 5.4 Kondisi Perencanaan Teknis Material Urugan Sebagai Dasar Perhitungan Zone tubuh Kekuatan Geser γ timbunan dalam beberapa kondisi Intensitas beban C Basah Jenuh Air seismis horizontal θ (t/m³) (t/m 3 ) (t/m 3 ) (t/m 3 Terendam ) Zone kedap air ,86,4 1,000 1,11 0,1 Untuk perhitungan kestabilan terhadap longsor digunakan Persamaan : Fs = { C. l + ( N -U - Ne) tanφ} ( T + Te) 1, V - 15

16 Gambar 5.9 Stabilitas Lereng Pada Kondisi Baru Selesai Dibangun Dengan Metode Pias Hulu V - 16

17 Tabel 5.5 Perhitungan Metode Irisan Bidang Glincir Pada Kondisi Baru Selesai Dibangun Bagian Hulu r π α θ deg rad Irisan A (m^) γ W (t/m) α α rad sin α cos α T = W * Te = N = W* e Ne = h γw u = sudut l U = U = tan θ (N-Ne-U)* C C.L sin α e*w cos α cos α e.w sin α h*γw pias u*l ul/cos α tan θ Jumlah F s ( ) Cl + N U N e. tgφ = > 1, T + T e 1678, ,534 F s = =,306 > Fs Syarat = 1,.aman!!! 171, ,87 V - 17

18 o Gambar 5.10 Stabilitas Lereng Pada Kondisi Baru Selesai Dibangun Dengan Metode Pias Hilir V - 18

19 Tabel 5.6 Perhitungan Metode Irisan Bidang Glincir Pada Kondisi Baru Selesai Dibangun Bagian Hilir θ r π α deg rad Irisan A (m^) γ W (t/m) α α rad sin α cos α T = W * Te = N = W* e Ne = h γw u = sudut l U = U = tan θ (N-Ne-U)* C C.L sin α e*w cos α cos α e.w sin α h*γw pias u*l ul/cos α tan θ Jumlah F s Cl + = ( N -U - N ). T + T e e tgφ > 1, 1418, ,76 F s = =,008 > Fs Syarat = 1,.aman!!! 113, ,03 V - 19

20 Gambar 5.11 Stabilitas Lereng Pada Kondisi Air Penuh Dengan Metode Pias Hulu V - 0

21 Tabel 5.7 Perhitungan Metode Irisan Bidang Glincir Pada Kondisi Air Penuh Bagian Hulu θ r π α deg rad Irisan A (m^) γ W (t/m ) α α rad sin α cos α T = W * Te = N = W* e Ne = h γw u = sudut l U = U = tan θ (N-Ne-U)* C C.L sin α e*w cos α cos α e.w sin α h*γw pias u*l ul/cos α tan θ Jum lah F s Cl + = ( N -U - N ). T + T e e tgφ > 1, F s = = 1,707 > Fs Syarat = 1,.aman!!! V - 1

22 o Gambar 5.1 Stabilitas Lereng Pada Kondisi Air Penuh Dengan Metode Pias Hilir V -

23 Tabel 5.8 Perhitungan Metode Irisan Bidang Glincir Pada Kondisi Air Penuh Bagian Hilir θ r π α deg rad C.L Irisan A(m^) γ W(t/m) α α rad sin α cos α T = W* Te = N= W* e Ne = h γw u = sudut l U= U = tan θ (N-Ne-U)* C sin α e*wcos α cos α e.wsin α h*γw pias u*l ul/cos α tan θ Jumlah F s Cl + = ( N -U - N ). T + T e e tgφ > 1, 1418, ,80 F s = = 1,386 > Fs Syarat = 1,.aman!!! 1533, V - 3

24 5.3.. Metode Plaxis V.7.1. Pada perhitungan stabilitas lereng dengan menggunakan irisan bidang gelincir bundar didapat hasil yang kurang begitu akurat, karena hanya meninjau pada tubuh bendungan. Sedangkan pada Plaxis V.7.1 yang notabene adalah program analisa geoteknik, terutama untuk analisa stabilitas tanah dengan menggunakan metode elemen hingga yang mampu melakukan analisa yang dapat mendekati perilaku sebenarnya. Geometri tanah yang akan dianalisa memungkinkan untuk diinput dengan cukup teliti. Karena Plaxis dilengkapi fitur fitur khusus yang berhubungan dengan banyak aspek dari struktur geometri yang komplek. Aplikasi geoteknik memerlukan model konstruksi tingkat lanjut untuk simulasi perilaku tanah yang tidak linear dan perilaku yang bergantung pada waktu. Disamping itu, material tanah adalah material yang multiphase. Untuk analisa yang melibatkan keberadaan air tanah perlu diperhitungkan tekanan hidrostatis dalam tanah. Selain itu Plaxis V.7.1 menyediakan berbagai analisa tentang displacement, tegangan-tegangan yang terjadi pada tanah, faktor keamanan dan lain-lain. Untuk melakukan analisis struktur tubuh dan spillway pada perencanaan waduk, digunakan metode elemen hingga dengan kondisi plane strain (regangan bidang). Model plane strain digunakan dengan asumsi bahwa sepanjang sumbu potongan melintang penampang dipandang relatif sama dan peralihan dalam arah tegak lurus potongan tersebut dianggap tidak terjadi. Tabel 5.9 Parameter Desain Material untuk Tubuh Bendung kedalaman jenis tanah tipe γ dry γ sat v E c φ ψ k ( KN/m³ ) ( KN/m³ ) ( KN/m² ) ( KN/m² ) ( º ) ( º ) ( m/hari ) timbunan Urugan tanah pilihan undrained , m Pasir kelempungan undrained E m Lempung kepasiran undrained ,1E Tanah keras drained , E-03 V - 4

25 a. Tahap Awal Perhitungan Plaxis 7.1 Dalam perhitungan Plaxis 7.1 pertama tama adalah input geometry, pada tahap input dilakukan permodelan material tanah dan beban yang bekerja terhadap tanah dengan menggunakan geometri line atau dengan menginput koordinat dengan mengetikkan pada point on geometri line pada sisi bawah window. Kedua adalah input materials, pada tahap ini Plaxis 7.1 telah menyediakan jenisjenis tanah secara umum. Untuk mendapatkan parameter tanah yang sesuai dengan penyelidikan tanah pada suatu bangunan kita dapat mengganti parameterparameter pada material tanah yang ada, atau membuat baru suatu jenis tanah. Setelah itu dilakukan meshing generation untuk membagi material tanah ke dalam elemen-elemen diskret yang berhingga, dengan menggunakan toolbar. Kemudian baru dilakukan penetapan kondisi awal yaitu dengan klik. Penetapan kondisi awal adalah untuk menetapkan elevasi muka air tanah pada kondisi awal sebuah bangunan. Kondisi awal memiliki mode, yaitu : Mode 1 untuk pembangkitan tekanan air awal (water condition mode). Mode untuk menetapkan konfigurasi tekanan efektif awal (geometry configuration mode). Setelah melalui tahap-tahap diatas, kemudian klik. Tahapan perhitungan selanjutnya adalah mengidentifikasikan, mendefinisikan, dan mengeksekusi tahapan fase-fase perhitungan untuk memperoleh output program yang diinginkan dengan menekan toolbar CALCULATION V 7.1. untuk menuju PLAXIS V - 5

26 Gambar 5.13 New Project pada Plaxis Input Gambar 5.14 Input Geometry Gambar 5.15 Material Sets Gambar 5.16 Generate Mesh Fine b. Plaxis Calculations Perhitungan stabilitas Ciniru dengan Plaxis 7.1 ditinjau pada kondisi-kondisi di bawah ini. 1. Kondisi tanah asli, kondisi dimana tegangan dan regangan awal akibat berat tanah sendiri. Kondisi awal, kondisi dimana terjadi tegangan dan regangan yang diakibatkan oleh beban sebelum diisi air 3. Kondisi terisi air, kondisi dimana terjadi tegangan dan regangan yang diakibatkan oleh beban dan beban air V - 6

27 4. Kondisi rapid drawdown, kondisi dimana air tampungan turun secara tibatiba, sehingga pada saat muka air tampungan turun, tapi air pada tubuh belum ikut turun Gambar 5.17 Tampilan Plaxis Calculations dan Parameter yang Akan Diperhitungkan c. Fase kondisi yang akan diperhitungkan Yaitu fase dimana terjadi tegangan dan regangan yang diakibatkan oleh beban pada kondisi-kondisi yang akan diperhitungkan. 1. Fase tanah asli. Dimana pada fase tersebut beban yang bekerja adalah berat sendiri tanah asli tanpa tubuh dan tekanan air pada tubuh. Pengaturan pada fase ini adalah : Number / ID = Nama fase Calculation type = Plastic Control Parameters = Delete intermediate steps Iterative procedure = Standard Loading input = Stage construction Start from phase = fase sebelumnya V - 7

28 Untuk perubahan pada kondisi-kondisi tertentu dilakukan dengan klik. Disini kita dapat mengaktifkan atau menonaktifkan suatu lapisan tanah, dan mengubah permukaan air pada tersebut.. Fase Konsolidasi Yaitu fase dimana terjadi penurunan lapisan tanah akibat keluarnya air pada lapisan tanah karena ada beban yang bekerja. Pengaturan pada fase ini adalah : Number / ID = Nama fase Calculation type = Consolidation Control Parameters = - Iterative procedure = Standard Loading input = Incremental multipliers Start from phase = fase kondisi yang diperhitungkan 3. Fase perhitungan faktor keamanan (SF) Yaitu fase akibat perhitungan beban dan takanan air yang bekerja. Pada perhitungan faktor keamanan (SF) digunakan metode Phi-c reduction. Phi-c reduction adalah option yang tersedia dalam Plaxis untuk menghitung faktor keamanan (SF). Option ini hanya tersedia untuk tipe perhitungan secara Plastic menggunakan Manual control atau dengan prosedur Load advencement number of steps. Dalam Phi-c reduction dilakukan pendekatan parameter-parameter kekuatan tanah tan φ dan c dengan mengurangi nilainya sampai tercapainya keadaan dimana kegagalan struktur terjadi. Jumlah pengali ΣMsf digunakan untuk mendefinisikan harga dari parameter-parameter kekuatan tanah. tanϕ ΣMsf = tanϕ input reduced c = c input reduced Parameter-parameter kekuatan tanah secara otomatis dikurangi sampai tercapainya kegagalan struktur. σ SF = σ available failure = harga ΣMsf saat kegagalan V - 8

29 Pengaturan pada fase ini adalah : Number / ID = Nama fase Calculation type = Phi-c reduction Control Parameters = reset displacement to zero Iterative procedure = Standard Loading input = Incremental multipliers Start from phase = fase sebelumnya d. Proses perhitungan Proses perhitungan dilakukan dengan klik pada dan klik pada titik- ditentukan titik-titik yang akan ditinjau dengan klik pada titik yang akan ditinjau., tapi sebelumnya Gambar Penentuan Titik-Titik yang Akan Ditinjau Fase-fase yang akan dihitung akan diberi tanda anak panah biru di depan tulisan Phase, yang akan menjadi centang hijau sukses dilakukan. apabila perhitungan V - 9

30 Gambar 5.19 Proses Kalkulasi Selesai e. Plaxis Output V.7.1 Setelah proses kalkulasi selesai maka menuju ke Plaxis Output, pada sesi kali ini dapat diketahui besaran penurunan tanah yang terjadi dan nilai keamanan (SF). 1. Tanah asli adalah kondisi dimana belum ada timbunan tubuh. Gayagaya yang bekerja adalah akibat berat tanah asli sendiri dan tekanan air tanah. Setelah dilakukan perhitungan dengan Plaxis 7.1 didapat bahwa pada kondisi mengalami deformasi sebesar 16,9 cm dengan angka keamanan,91.. Kondisi awal adalah kondisi sudah ada timbunan tubuh. Setelah dilakukan perhitungan dengan Plaxis 7.1 didapat bahwa pada kondisi ini terjadi deformasi sebesar 51,7 cm dengan angka keamanan 1,7. 3. Kondisi terisi air adalah kondisi sudah ada timbunan tubuh dan air pada tampungan terisi penuh. Gaya-gaya yang bekerja adalah akibat berat timbunan dan tekanan air pada tampungan. Setelah dilakukan perhitungan didapat deformasi sebesar 5 cm dengan angka keamanan 1, Kondisi rapid drawdown adalah kondisi setelah air pada tampungan penuh tiba-tiba terjadi penurunan muka air tampungan. V - 30

31 Setelah muka air turun tidak didikuti dengan turunnya air yang merembes pada tubuh Waduk. Gaya-gaya yang bekerja adalah akibat berat timbunan dan tekanan air yang masih ada pada tubuh Waduk. Setelah dilakukan perhitungan dengan Plaxis 7.1 didapat bahwa pada kondisi ini terjadi deformasi sebesar 5 cm dengan angka keamanan f. Angka Keamanan Tubuh Waduk Dari keadaan-keadaan yang dianalisis dapat diketahui besarnya angka keamanan pada tiap-tiap keadaan tersebut. Besar angka keamanan pada titik-titik yang ditinjau adalah seperti yang ditampilkan dalam bentuk grafik seperti gambar dibawah ini. Gambar 5.0 Angka Keamanan Titik A dan B Gambar 5.1 Angka Keamanan Titik C dan D Gambar 5. Angka Keamanan Titik E V - 31

32 SF Tanah Asli SF Waduk Awal SF Waduk + Air SF Penurunan Air Gambar 5.3 Grafik Angka Keamanan (SF) Tubuh Waduk 5.4. Material Konstruksi Lapisan Kedap Air Bahan yang dipakai untuk lapisan kedap air dapat berasal dari tanah dan tanah liat (clay), baik tanpa campuran maupun dicampur dengan pasir dengan perbandingan tertentu berdasarkan hasil percobaan penimbunan (trial embankment). Tanah ataupun tanah liat yang dipakai sebagai bahan timbunan lapisan kedap air ini haruslah memenuhi persyaratan utama untuk bahan kedap air yaitu : Koefisien filtrasi serta kekuatan geser yang diinginkan. Tingkat deformasi yang rendah. Mudah pelaksanaan pemadatannya. Tidak mengandung zat-zat organis serta bahan mineral yang mudah terurai. Lapisan kedap air harus mempunyai tingkat permeabilitas yang rendah, hal ini ditentukan oleh nilai koefisien filtrasinya. Sebagai standar koefisien filtrasi (k) bahan nilainya 1 x 10-5 cm/dtk. Hal ini bertujuan untuk V - 3

33 mencegah terjadinya rembesan air melalui lapisan kedap air yang bersangkutan. Untuk mendapatkan nilai (k) yang memenuhi syarat untuk lapis kedap air biasanya diperkirakan berdasarkan prosentase butiran tanah yang lolos saringan No.300 (Sosrodarsono, 1989). Gradasi bahan kedap air biasanya mempunyai ukuran butiran seperti tertera pada Gambar 5.1. Gambar 5.4 Gradasi Bahan Kedap Air (Sosrodarsono, 1989) 5.4. Perlindungan Lereng Lereng sebelah hulu dari Waduk Ciniru dilindungi oleh lapisan timbunan batu (rip-rap) setebal 0,5 m, yang bertujuan untuk melindungi lereng dari pengaruh kekuatan ombak dan aliran air. Kondisi batu untuk perlindungan lereng ini harus baik dan tidak mudah lapuk. Perlindungan lereng bagian hulu ini dimulai dari batas tertinggi gerakan gelombang (mercu) sampai ke permukaan genangan terendah (LWL). V - 33

34 Dalam pelaksanaannya lapisan timbunan batu ini diletakkan di atas suatu lapisan saringan yang terdiri dari batu pasir dengan ukuran butir yang teratur. Lapisan saringan ini memiliki ketebalan sebesar 0,10 m. Penempatan lapisan saringan ini di bawah lapisan timbunan batu, bertujuan mencegah tergerusnya bahan-bahan halus dari Waduk ke dalam tumpukan batu. Penggunaan rip-rap sebagai lapisan pelindung mempunyai kelebihan, antara lain - Dapat mengikuti penurunan tubuh Waduk. - Mempunyai kemampuan reduksi hempasan ombak yang besar. - Cukup stabil terhadap pengaruh-pengaruh fluktuasi permukaan air dan gerakan ombak. - Konstruksinya dapat dikerjakan secara mekanis. Selain kelebihan-kelebihan seperti di atas, rip-rap juga mempunyai kekurang-kekurangan, yaitu antara lain : - Dibutuhkan banyak bahan batu. - Memerlukan lapisan filter yang relatif tebal. Tabel 5.10 Ukuran Batu dan Ketebalan Hamparan Rip-Rap (Sosrodarsono, 1989) Tinggi Gelombang (m) Diameter rata batu hamparan pelindung Ketebalan minimum hamparan batu pelindung Ketebalan minimum lapisan filter (cm) (D 50 cm) (cm) 0,0 0, ,6 1, , 1, ,8, ,4 3, V - 34

35 5.5 Perencanaan Bangunan Pelimpah Bangunan pelimpah atau spillway adalah bangunan yang berfungsi untuk mengalirkan air banjir yang masuk ke dalam waduk, sehingga air banjir tersebut tidak merusak tubuh embung. Dalam perencanaan Waduk Ciniru ini, bangunan pelimpah yang akan direncanakan adalah bangunan pelimpah terbuka dengan ambang tetap. Bangunan pelimpah tipe ini, biasanya terdiri dari empat bagian uama yaitu: 1. Saluran pangarah aliran. Saluran transisi 3. Saluran peluncur 4. Peredam energi SAL. PENGARAH SAL. TRANSISI SAL. PELUNCUR SAL. PEREDAM OGEE BETON K350 BETON K 5 LANTAI KERJA Gambar 5.5 Skema Bangunan Pelimpah V - 35

36 5.5.1 Saluran Pengarah Aliran Saluran pengarah aliran dimaksudkan agar aliran air senantiasa dalam kodisi hidrolika yang baik dengan mengatur kecepatan alirannya tidak melebihi 4 m/dtk dengan lebar semakin mengecil ke arah hilir. Apabila kecepatan aliran melebihi 4 m/dtk, maka aliran akan bersifat helisoidal dan kapasitas alirannya akan menurun. Disamping itu aliran helisoidal tersebut akan mengakibatkan peningkatan beban hidrodinamis pada bangunan pelimpah tersebut. 1,99 3,5 v + 9,10 + 5,710 Saluran pengarah aliran Mercu Ogee Gambar 5.6 Saluran Pengarah Aliran Pada Bangunan Pelimpah Dari analisis data sebelumnya di mana didapat : Ketinggian air di atas mercu (H) = + 9,10 +31, = 1,99 m Q out yang melewati spillway (Q) = 4, m 3 /dtk Lebar ambang mercu embung (b) = 40 m Maka : 1 W. H 5 1 W = 1,99 = 0,8 m 5 W yang dipakai = 3,5 m > 0,8 m. V - 36

37 5.5. Saluran Pengatur Aliran Ambang Penyadap Dipakai tipe bendung pelimpah dengan menggunakan metode yang dikembangkan oleh U.S.B.R. Dari analisis data sebelumnya, maka hasil perhitungannya adalah sebagai berikut : Dari hasil flood routing didapatkan : Q = Q out lewat spillway = 4, m 3 /dtk L = Lebar mercu bendung = 40 m He = Total tinggi tekanan air di atas mercu bendung = 1,99 m Hv:0.1 He:1.99 Hd:5.00 W:3.50 Gambar 5.7 Ambang Pengatur Debit Pada Bangunan Pelimpah Tinggi tekanan kecepatan aliran di dalam saluran pengarah Asumsi (b) = 40 m Asumsi kedalaman saluran pengarah = 3,5 m Asumsi tinggi tekanan air total diukur dari dasar saluran pengarah: H total = ,710 = 5,49 m Tinggi air diatas mercu = + 31,0 + 9,10 = 1,99 m. Misal kedalaman air dalam saluran = 1,50 m, maka kedalaman air dalam saluran (Hd) = 1,5 + 3,5 = 5 m Luas penampang basah di dalam saluran ini adalah : A = 5 m x 40 m = 00 m² V - 37

38 Kecepatan aliran : Q 44, V = = = 1,1 m/dtk A 00 Jadi tinggi kecepatan aliran : ( 1,1) (. 9,81) V H v = = = 0,076 m 0,1 m g Mercu bendung Dipakai tipe mercu Ogee dan untuk merencanakan permukaan mercu Ogee bagian hilir U.S Army Corps of Engineers mengembangkan persamaan : Y h d h d n X = 1 k dimana, X dan Y = koordinator-koordinator permukaan hilir h d = tinggi rencana di atas mercu ( m ) K dan n = parameter Tabel 5.11 Harga Harga K dan n Kemiringan permukaan hilir K n Vertikal,000 1,850 3 : 1 1,936 1,836 3 : 1,939 1,810 3 : 1 1,873 1,776 V - 38

39 Digunakan Mercu Ogee tipe hulu vertical Hd : 1,99 m k :,00 n : 1,850 y x^n x Hd (0,0) y x 0.8 Hd Gambar 5.8 Mercu Ogee V - 39

40 Saluran Transisi Bentuk saluran transisi ditentukan sebagai berikut : Gambar 5.9 Bagian Transisi Pada Bangunan Pelimpah Dengan ketentuan tersebut diatas dan keadaan topografi yang ada dimana b 1 = 40 m, b = 0 m maka : y = ( 40-0 ) l l = = 115 m y tg θ = 10 tgθ = 10 m θ = 5 S = H:1 H 0,15 = 115 H =17,1 m 115 = 10 tgθ V - 40

41 Gambar 5.30 Penampang Melintang Saluran Pengatur Saluran Peluncur Saluran peluncur dalam perencanaan ini dibentuk sebagai berikut : b1 = b = 0 m l = 95 m S = 0,34 H = l x S = 95 x 0,34 = 3 m m Gambar 5.31 Penampang Memanjang Saluran Peluncur Bagian yang berbentuk terompet pada ujung saluran peluncur bertujuan agar aliran dari saluran peluncur yang merupakan aliran super kritis dan mempunyai kecepatan tinggi. V - 41

42 5.5.5 Peredam Energi Guna mereduksi energi aliran air dari saluran peluncur spillway, maka di ujung hilir saluran tersebut dibuat suatu bangunan yang disebut peredam energi pencegah gerusan (scour protection stilling basin). Saluran peredam energi direncanakan sebagai berikut b1 = b = 0 m L = 9 m Menggunakan kolam olak type USBR II Dari perhitungan HEC-RASdidapat : Karena Fr = 6.3 > 4,5 dan Q = 44, m 3 /dtk maka digunakan kolam olak type USBR type II. Gambar 5.3 Bentuk Kolam Olakan V - 4

43 a Panjang kolam olakan Ukuran panjang kolam olakan tergantung pada bilangan Froude aliran yang akan melintasi kolam tersebut. Karena Froude number > 4,5 maka digunakan kolam olak type USBR type II. Saluran transisi diperlukan karena adanya perubahan bentuk penampang saluran pengatur dengan saluran peluncur. Bentuk saluran transisi ditentukan sebagai berikut : 6.30 Gambar 5.33 Panjang Loncatan Hidrolis Pada Kolam Olak Datar Dengan Fr = 6.30 dari grafik didapatkan nilai L/D = 4 Fr = 6,30 = V g D1 16,68 9,8 * D1 D 1 = m V - 43

44 D /D 1 = 0,5 x [ ( 1 8 ) - 1 F r + ] D /0.715 = 0,5 x [ (1 + 8*6.30 ) -1 ] D = 6,0 m L = 4 * 6,0 = 8,08m ~ 9 m b. Gigi-gigi pemencar aliran, gigi-gigi benturan dan ambang ujung hilir kolam olakan Gigi-gigi pemencar aliran yang berfungsi sebagai pembagi berkas aliran terletak di ujung saluran sebelum masuk ke dalam kolam olakan. Sedangkan gigi-gigi benturan yang berfungsi sebagai penghadang aliran serta mendeformir loncatan hidrolis menjadi pendek terletak pada dasar kolam olakan. Adapun ambang ujung hilir kolam olakan dibuat rata tanpa bergerigi. Gambar 5.34 Ukuran Gigi-Gigi Pemencar dan Gigi-Gigi Benturan Aliran 1. Dimensi kolam olakan 1. Ukuran kolam olakan adalah 0 m x 9 m. Ukuran gigi-gigi pemencar aliran adalah D l = m 0,75 m, karena lebar ujung saluran peluncur adalah 0 m maka jumlah gigi- V - 44

45 gigi dibuat 13 0,75 m, jarak antara gigi-gigi = 0,75 m dan jarak tepi ke dinding masing-masing = 0,65 m, cek jumlah jarak = 13 * 0,75 * + 1 * 0,75 + * 0,65 = 0 m 3. Ukuran ambang ujung hilir kolam olakan dengan mengacu pada gambar 5.6 didapatkan nilai D = 6,0 S = 0,15 * 6,0 = 1 m, karena lebar kolam olakan adalah 0 m maka jumlah gigi-gigi dibuat = 10 1 m, jarak antara gigi-gigi = 1 m dan jarak tepi ke dinding masing-masing = 0,5 m cek jumlah jarak = 10 *1 + 9 * 1 + * 0,5 = 0 m. Tinggi jagaan Tinggi jagaan pada bangunan pelimpah (spillway) dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut : F b = C. V. d atau 1 3 F b = 0,6 + 0,037. V. d F b minimal = 0,5 s/d 0,6 m di atas permukaan aliran Fb C V d = Tinggi jagaan = Koefisien = 0,1 untuk penampang saluran berbentuk persegi panjang dan 0,13 untuk penampang berbentuk trapesium = Kecepatan aliran (m/dtk) = Kedalaman air di dalam saluran (m) Tinggi jagaan pada kolam olakan adalah sebagai berikut : d =,69 m b = 0 m A =,69 * 0 = 53,8 m² V = Q/A = 44, / 53,8 = 4,54 m/dtk V - 45

46 Tinggi jagaan : Fb = 0,10 * 4,54 *,69 Fb = 1, m Atau Fb = 0,6 + (0,037 * 4,54 *,69 1/3 ) Fb = 0,833 m Dipakai nilai tertinggi yaitu Fb = 1, m dibulatkan Fb = 1,5 m Rencana Teknis Hidrolis Garis dasar saluran ditentukan dengan perhitungan hidrolik yang dilakukan mengacu pada persamaan Barnoulli.Dalam menentukan dimensi, kecepatan aliran, bilangan Froude dibantu dengan program HEC-RAS. Elevasi ambang hilir = elevasi ambang udik V1 g + hd 1 V = g + hd + h e h e V = g V1 + g + n R. V 4 3. l 1 n V S = 4 3 R. h L = S. l 1 di mana : V 1 = Kecepatan aliran air pada bidang-1 (m/dtk) V = Kecepatan aliran air pada bidang- (m/dtk) hd 1 = Kedalaman air pada bidang-1 (m) hd = Kedalaman air pada bidang- (m) l 1 = Panjang lereng dasar diantara bidang-1 dan bidang- l = Jarak horisontal diantara bidang-1 dan bidang- V - 46

47 R = Radius (jari-jari) hidrolika rata-rata pada potongan saluran yang diambil S 0 = Kemiringan dasar saluran S = Kemiringan garis energi h l = Kehilangan energi karena gesekan dan lain-lain h e = Perbedaan tinggi antara garis energi dengan permukaan air (m) n = Angka kekasaran saluran = 0, Perhitungan dengan program HEC-RAS 1. Geometric Data Dalam geometric data kita input dimensi rencana dari saluran pelimpah untuk setiap cross section. Setiap cross section mempunyai dimensi dan elevasi yang berbeda sesuai dengan gambar rencana. Dalam hal ini saluran pelimpah dibagi dalam 19 cross section. 17 cross section yang akan di Run dalam supercritical dan cross section yang di Run dalam subcritical. Gambar 5.35 Pembagian Cross Section V - 47

48 Gambar 5.36 Pengisian koordinat cross section. Steady Flow Data Dalam steady flow data kita input debit banjir yang melalui spillway dalam hal ini adalah 44, m³/dtk dan elevasi air diatas mercu +31,00. Gambar 5.37 Steady Flow Data 3. Compute HEC-RAS Setelah input selesai maka compute bisa dilakukan. Compute dibagi menjadi 3, subcritical untuk saluran landai, supercritical untuk saluran curam dan mixed untuk gabungan. Dalam hal ini dilakukan compute yaitu subcritical dan supercritical. V - 48

49 Gambar 5.38 Compute HEC-RAS 4. Result HEC-RAS Dengan menggunakan program HEC-RAS kita bisa mencari elevasi air di atas saluran, kemiringan saluran, kecepatan aliran dan juga bilangan Froude. Tabel 5.1 Hasil HEC-RAS compute Supercritical River Sta Profile Q Total Min Ch Elv WS Elv Crit WS E.G Elv E.G Slope Vel Chnl Flow Area Top Width Froude m³/s m m m m m/m m/s m² m 100 years years years years years years years years years V - 49

50 years years years years years years years years Tabel 5.13 Hasil HEC-RAS compute Subcritical River Sta 1 0 Profile Q Total Min Ch Elv WS Elv Crit WS E.G Elv E.G Slope Vel Chnl Flow Area Top Width Froude m³/s m m m m m/m m/s m² m 100 years years V - 50

51 5.6 Analisis Stabilitas Bangunan Pelimpah Dengan Plaxis V.7.1 Plaxis V.7.1 yang notabene adalah program analisa geoteknik, terutama untuk analisa stabilitas tanah dengan menggunakan metode elemen hingga yang mampu melakukan analisa yang dapat mendekati perilaku sebenarnya. Geometri tanah yang akan dianalisa memungkinkan untuk diinput dengan cukup teliti. Karena Plaxis dilengkapi fitur fitur khusus yang berhubungan dengan banyak aspek dari struktur geometri yang komplek. Selain itu Plaxis V.7.1 menyediakan berbagai analisa tentang displacement, tegangan-tegangan yang terjadi pada tanah, faktor keamanan (SF) dan lain-lain. Oleh sebab itu pada perhitungan analisa kestabilan bangunan pelimpah kali ini menggunakan Plaxis V.7.1. Tabel 5.14 Desain Material untuk Bangunan Pelimpah kedalaman jenis tanah tipe timbunan 0-3 m γ dry γ sat v E c φ ψ k ( KN/m³ ) ( KN/m³ ) ( KN/m² ) ( KN/m² ) ( º ) ( º ) ( m/hari ) Urugan tanah pilihan undrained , Pasir kelempungan undrained E m Lempung kepasiran undrained ,1E Tanah keras drained , E-03 Kedalaman Jenis Tipe γ dry v E Material ( KN/m³ ) ( KN/m² ) N/A Beton Linear 30 0,3 7,5 E +6 Bertulang Elastic Tahap Awal Perhitungan Tahap- tahap perhitungan kestabilan bangunan pelimpah kali ini seperti yang dijelaskan pada tahap-tahap perhitungan kestabilan lereng bendung, adapun yang membedakan hanya pada input geometry line. Tahapan perhitungan selanjutnya adalah mengidentifikasikan, mendefinisikan, dan mengeksekusi tahapan fase-fase perhitungan untuk memperoleh output program yang diinginkan V - 51

52 dengan menekan toolbar 7.1. untuk menuju PLAXIS CALCULATION V Gambar 5.39 Input Geometry Gambar 5.40 Material Sets 5.6. Plaxis Calculations Perhitungan stabilitas Waduk Ciniru dengan Plaxis 7.1 ditinjau pada kondisi-kondisi di bawah ini. 1. Kondisi tanah asli, kondisi dimana tegangan dan regangan awal akibat berat tanah sendiri. Kondisi pelimpah, kondisi dimana terjadi tegangan dan regangan yang diakibatkan oleh beban pelimpah dengan muka air sama dengan muka air tanah. 3. Kondisi air normal, kondisi dimana terjadi tegangan dan regangan yang diakibatkan oleh beban pelimpah dan air pada tampungan terisi sampai puncak mercu pelimpah. 4. Kondisi melimpah, kondisi dimana air pada tampungan melimpah diatas mercu pelimpah. V - 5

53 Gambar 5.41 Tampilan Plaxis Calculations dan Parameter yang Akan Diperhitungkan Plaxis Output V 7.1 A. Kondisi tanah asli Kondisi tanah asli adalah kondisi dimana belum ada timbunan dan bangunan pelimpah diatasnya. Gaya-gaya yang bekerja adalah akibat berat tanah asli sendiri dan tekanan air tanah. Setelah dilakukan perhitungan dengan Plaxis 7.1 didapat bahwa pada kondisi ini terjadi deformasi sebesar,93 cm dengan angka keamanan,37. Gambar 5.4 Arah Pergerakan Tanah pada Kondisi Tanah Asli V - 53

54 B. Kondisi Pelimpah Awal Kondisi dimana terjadi tegangan dan regangan yang diakibatkan oleh beban pelimpah dengan muka air sama dengan muka air tanah. Setelah dilakukan perhitungan dengan Plaxis 7.1 didapat bahwa pada kondisi ini terjadi deformasi sebesar 14,8 cm dengan angka keamanan 1,84. Gambar 5.43 Arah Pergerakan Tanah pada Kondisi Pelimpah awal C. Kondisi Air Normal kondisi dimana terjadi tegangan dan regangan yang diakibatkan oleh beban pelimpah dan air pada tampungan terisi sampai puncak mercu pelimpah. Setelah dilakukan perhitungan dengan Plaxis 7.1 didapat bahwa pada kondisi ini terjadi deformasi sebesar 14,8 cm dengan angka keamanan,07. Gambar 5.44 Arah Pergerakan Tanah pada Kondisi Pelimpah Dengan Air Normal V - 54

55 D. Kondisi Melimpah Kondisi dimana air pada tampungan melimpah diatas mercu pelimpah. Setelah dilakukan perhitungan dengan Plaxis 7.1 didapat bahwa pada kondisi ini terjadi deformasi sebesar 79,6 cm dengan angka keamanan 1,39. Gambar 5.45 Arah Pergerakan Tanah pada Kondisi Pelimpah Dengan Air Melimpah E. Angka Keamanan (Safety Factor) Dari keadaan-keadaan yang dianalisis dapat diketahui besarnya angka keamanan pada tiap-tiap keadaan tersebut. Besar angka keamanan ditampilkan dalam bentuk grafik seperti gambar dibawah ini. Gambar 5.46 Titik Yang Akan Ditinjau V - 55

56 Gambar 5.47 Angka Keamanan Titik A,B,C,D,E,F Pelimpah Awal Kondisi Normal Tanah Asli Kondisi Melimpah Gambar 5.48 Grafik Angka Keamanan (SF) Tubuh Bangunan Pelimpah V - 56

57 5.7. Bangunan Penyadap Bangunan penyadap dalam perencanaan ini dipakai tipe penyadap menara, hasil sadapan kemudian dialirkan ke hilir sungai melalui bangunan pengambilan untuk dimanfaatkan sebagai air baku dan kebutuhan irigasi. Dan dalam Tugas Akhir kali ini perencanaan bangunan penyadap maupun bagian-bagian lainnya tidak memperhitungkan perhitungan-perhitungan strukturnya. MENARA PENGAMBILAN JEMBATAN PELAYANAN RIP-RAP BETON BERTULANG PINTU AIR BETON BERTULANG Gambar Bangunan Penyadap 1. Konstruksi dan pondasi bangunan penyadap menara Bangunan penyadap menara merupakan banguanan yang berdiri sendiri, sehingga semua beban luar yang bekerja pada menara tersebut harus ditampung secara keseluruhan oleh pondasinya. Dasar penentuan konstruksi dan pondasi bangunan penyadap ditentukan atas dasar beban-beban luar yang bekerja pada bangunan penyadap, antara lain sebagai berikut : V - 57

58 Berat menara beserta perlengkapannya (ruang operasi dan pengawasan, pintu-pintu dan perlengkapan operasinya, tubuh menara termasuk tapak menara, berat air di dalam menara, dan kekuatan apung). Beban-beban lainnya, seperti : a) Jembatan penghubung. b) Beban seismik. c) Tekanan air dari dalam waduk, termasuk air yang terdapat di dalam menara. d) Kekuatan angin termasuk tekanan negatif yang biasanya terjadi pada permukaan menara yang menghadap ke sebelah hilir. e) Lain-lainnya, seperti tekanan tanah. Tinggi menara adalah 38 m, yang pembuatannya masih memungkinkan, baik ditinjau secara ekonomis maupun secara konstruktif. Menara penyadap berbentuk persegi panjang, didalam menara tersebut terdapat ruang kosong yang berukuran 8 m x 8 m dan didalamnya terdapat anak tangga untuk memudahkan exploitasi dan pemeliharaannya.. Terowongan Pengambilan Saluran pengambilan berfungsi sebagai saluran untuk mengalirkan air dari pintu air menara penyadap di hulu menuju ke saluran pemanfaatan air tampungan di hilir. Saluran pengambilan direncanakan menggunakan pipa beton K5 berdiameter 1,5 m dan panjang 50,50 m. Lokasi dan formasi saluran diusahakan sedemikian rupa, sehingga mudah untuk dihubungkan dengan menara penyadap dan terletak pada kondisi topografi dan geologi yang paling baik. Untuk penyambungan pipa digunakan angker blok beton bertulang K175 dengan klem agar pipa terjaga kestabilannya dari getaran-getaran aliran air serta tekanan tanah disekitar daerah sambungan tersebut. Perencanaan pipa menggunakan perhitungan HEC-HMS dengan acuan Q5, kebutuhan akan air baku, kebutuhan irigasi, dan kecepatan aliran pada pipa tersebut m/s. V - 58

59 3. Terowongan Pengelak Saluran pengelak berfungsi untuk mengelakkan air yang dibendung oleh Cofferdam agar tempat yang akan dibuat waduk benar-benar terbebas dari air. Terowongan saluran pengelak menggunakan pipa beton bertulang K350, supaya lebih dapat lebih memudahkan pembuatannya serta pekerjaan pelaksanaannya dan memudahkan exploitasi pemeliharaannya maka dipilih pipa dengan diameter 6,0 m panjang 310 m yang berpenampang lintang berbentuk ladam yang telah distandardkan (standard horse-shoe shaped cross section). Pemilihan diameter pipa dengan menggunakan perhitungan HEC-HMS dan grafik hubungan harga/volume timbunan cofferdam dengan harga/volume beton bertulang. Setelah pembangunan waduk selesai, bagian ujung hulu pipa ditutup beton dan saluran pengelak ini juga berfungsi sebagai saluran pengambilan yang fungsinya sebagai saluran untuk mengalirkan air dari pintu air menara penyadap di hulu menuju ke saluran pemanfaatan air tampungan di hilir. Harga (dalam miliar rupiah) Diameter pipa (m) Elevasi cofferdam (m) = Kurva Elevasi Cofferdam = Kurva Diameter pipa outlet Gambar 5.50 Grafik Hubungan Diameter Pipa Dengan Volume Timbunan V - 59

60 4. Perencanaan Pintu Air Elevasi dasar pintu air terletak diatas elevasi tampungan sedimen, elevasi tampungan sediman adalah +13,00. Direncanakan elevasi dasar pintu air yaitu +14m, Lubang sadap direncanakan berbentuk persegi. Dimensi lubang direncanakan berdasarkan elevasi muka air minimum dan maksimum tampungan. Pada saat muka air minimum, untuk memenuhi debit air yang akan dimanfaatkan diharapkan pintu air dalam keadaan dibuka penuh. Elevasi muka air maksimum Elevasi muka air minimum : +31,1 m : +9,1 m Q Q = v. A : debit penyadap sebuah lubang (m 3 /dt) = 0,56 m 3 /dt (Q kebutuhan air) A : luas penampang penyadap (m ) = x 0,5 m v : kecepatan aliran (m/dt) maka: Q = V. A 0,56 = V. ( x 0,5) V = 1,05 m/dt m/dt Memenuhi Syarat Dari perhitungan diatas luas pintu air minimum yang diperlukan saat muka air minimum adalah 0,5 m ( x 0,5 m ) dan didapat kecepatan aliran = 1,05 m/dt yang dimana dalam perencanaan kecepatan aliran dalam pipa tidak boleh melebihi m/dt. Oleh sebab itu direncanakan pintu air berukuran lebar 0,5 m dan tinggi 0,5 m, dan pintu air tersebut berupa pintu sorong berbentuk persegi dari plat baja sebanyak buah. Untuk operasional, pintu air disambung dengan batang ulir kemudian untuk mengoperasikan digunakan keran pemutar yang terletak pada ruang operasi menara penyadap. V - 60

61 Gambar 5.51 Detail Pipa Pengambilan dan Angker Blok V - 61

62 BATANG ULIR D 30 BETON BERTULANG K 5 PINTU AIR +14,0 m ELEVASI SEDIMEN +13,0 m Gambar 5.5 Pintu Air 5.8. Operasional Pintu Air Debit aliran air pada pintu air tergantung dari elevasi muka air tampungan dan besarnya bukaan pintu. Operator pintu air harus mengetahui elevasi muka air tampungan untuk menentukan besarnya bukaan pintu sehingga debit air yang disalurkan bisa sesuai. Debit air berdasarkan besarnya bukaan pintu air adalah : Q = C A g H Q : debit penyadap sebuah lubang (m 3 /dt) = 0,56 m 3 /dt (Q kebutuhan air) A : luas penampang penyadap (m ) = x 0,5 m C : koefisien debit = 0.6 g : percepatan gravitasi = 9,8 m/det² H : tinggi air titik tengah lubang ke permukaan (m) V - 6

63 Tabel 5.14 Operasional Pintu Air Elevasi muka air (m) Bukaan pintu air (m) 9.1 0, ,46 0, Sumber: Hasil Perhitungan Bukaan Pintu (m) Grafik Operasional Pintu Air 9.1 9, Elevasi Muka Air (m) Gambar 5.53 Grafik Tinggi Bukaan Pintu dan Elevasi Tampungan untuk Memenuhi Debit Kebutuhan V - 63