4.6 Perhitungan Debit Perhitungan hidrograf debit banjir periode ulang 100 tahun dengan metode Nakayasu, ditabelkan dalam tabel 4.

Transkripsi

1 Sebelumnya perlu Dari perhitungan tabel.1 di atas, curah hujan periode ulang yang akan digunakan dalam perhitungan distribusi curah hujan daerah adalah curah hujan dengan periode ulang 100 tahunan yaitu sebesar 151,38 mm. di ketahui distribusi hujan yang sering terjadi di Indonesia dengan hujan terpusat 5 jam dan koefisien pengaliran sebesar 0,75 karena termasuk kategori pegunungan tersier. Tabel.16 Perhitungan Distribusi ujan Periode Ulang 100 Tahun Periode Rt RT' Jam ke (mm) (mm) Ulang: 100 R maks (mm) Rt=Rt*R RT=RT'*R (mm) (mm) Sumber: asil Perhitungan Contoh Perhitungan Distribusi hujan Periode Ulang 100 Tahun : Jam : Rt = Rt R R RT c = 0, ,38 = 3,010 0,75 = 55,709 mm = 18,08 RT = RT R = 0,15 151,38 = 3,010 mm Tabel.17 Perhitungan Distribusi ujan Efektif Periode Ulang 100 Tahun Periode RT Koeff.Pengaliran Jam ke (mm) C RT (mm) Ulang: 100 R maks (mm) Re=RT*C (mm) Sumber: asil Perhitungan Perhitungan Distribusi ujan dari hasil perhitungan tabel.17 nantinya akan di pakai untuk perhitungan debit hidrograf satuan Nakayasu..5 Perhitungan Unit hidrogaph Satuan Unit idrograph atau idrograft satuan untuk perhitungan banjir yang akan terjadi dilakukan dengan perhitungan pada perumusan Nakayasu, yaitu : Perhitungan hidrograf banjir menggunakan metode Nakayasu. Diketahui karakteristik DAS : 1. uas DAS = 37,531 km. Panjang Sungai ( ) = 11,76 km 3. ( daerah pengaliran biasa ) =. < 15 km 0,70 tg = 0,1 = 1,1 jam 5. tr = 1,00 jam 6. =. tg = 1,1 =,8 t 0, 3 α jam 7. tp = tg + 0,8 tr = 1,9 jam 8. Ro = 1,00 mm A R 9. Qp = o =3,63 3,60 (0,3Tp + T ) 0,3 m 3 / det Perhitungan Parameter Unit idrograf satuan dapat dilihat pada tabel-tabel berikut :.6 Perhitungan Debit Perhitungan hidrograf debit banjir periode ulang 100 tahun dengan metode Nakayasu, ditabelkan dalam tabel. : Tabel.. Perhitungan hidrograf banjir 100 tahun t ( jam ) Q Jam ke-1 Jam ke- Jam ke-3 Jam ke- 1 Jam ke-5 Q Total ( m³/dt ) ( m³/dt ) t ( jam ) Q Jam ke-1 Jam ke- Jam ke-3 Jam ke- 1 Jam ke-5 Q Total ( m³/dt ) ( m³/dt )

2 t ( jam ) Q Jam ke-1 Jam ke- Jam ke-3 Jam ke- 1 Jam ke-5 Q Total ( m³/dt ) ( m³/dt ) t ( jam ) Q Jam ke-1 Jam ke- Jam ke-3 Jam ke- 1 Jam ke-5 Q Total ( m³/dt ) ( m³/dt ) Sumber : asil perhitungan Dari analisa perhitungan hydrograph periode ulang 100 tahun metode Nakayasu, didapatkan harga debit maksimum sebesar 371,778 m³/detik. Debit ( m3/dt ) Waktu ( jam ) Debit Q ( m3/dt ) jam ke 1 jam ke jam ke 3 jam ke jam ke 5 Gambar.3. Grafik idrograf banjir 100 tahun 10

3 .7 Perhitungan Reservoir Routing Penelusuran banjir ini bertujuan untuk mengetahui berapa tinggi air di atas bangunan pelimpah dari suatu bendungan dengan lebar yang telah ditentukan. Kemudian dari tinggi air ini dapat dicari tebal air yang melewati bangunan pelimpah tersebut. Pada perhitungan desain flood routing dengan metode Goodrich (Subramanya,hal. 77), digunakan hydrograph inflow metode Nakayasu dengan periode ulang 100 tahun. Elevasi puncak spillway direncanakan pada elevasi + 1,50 meter. Perhitungan reservoir routing dengan lebar spillway meter t = 70 dtk b = meter Dimana, S0 : volume tampungan S : volume tampungan diatas elevasi puncak pelimpah O : debit outflow menggunakan rumus (.5) C : koefisien limpasan, menggunakan rumus iwasaki Elevasi (m) h (m) 0,9900 C =,00 0,016 P Dari tabel diatas, didapatkan grafik hubungan S S S elevasi dengan, + O, O, t t t dan grafik rating curve ubungan elevasi dengan tampungan (S/t) (S/t) + O (S/t) - O Gambar.. Grafik hubungan elevasi S S S dengan, + O, O t t t Rating curve D e b i t ( m 3 / d t k ) inflow outflow t (jam) Gambar.6. Grafik hubungan inflow dengan outflow reduksi banjir BAB ANAISA TUBU BENDUNGAN 5.1. Perhitungan Analisa Tubuh Bendungan Analisa tubuh bendungan meliputi perencanaan tinggi bendungan, lebar mercu bendungan dan kemiringan lereng bendungan. 5.. Penentuan Tinggi Puncak Bendungan Elevasi puncak bendungan diperoleh dari penjumlahan tinggi air maksimum di atas pelimpah dengan tinggi jagaan. enurut JANCOD (The Japanese National Committee On arge Dams) tinggi jagaan untuk bendungan urugan kurang dari 50 meter dipakai tinggi jagaan sebesar meter. Elevasi puncak pelimpah : Elevasi dasar waduk : Tinggi jagaan :,00 m Tinggi air maksimum : 3.68 m Elevasi puncak bendung :(+1.50)+(3.68)+,00 = +0,18 Tinggi bendungan : (+0.00) (+ 6.00) = 1 m Tabel 5.1. Perhitungan Tinggi Bendungan Berdasarkan ebar Spillway ebar Outflow Tinggi air. Elv. puncak Tinggi spillway ma. ma bendungan bendungan (m) (m 3 /dtk) (m) (m),00 33,33 3,68 +0,18 1 Outflow (m 3 /dtk) Gambar.5. Grafik Rating Curve 5.3. Perhitungan ebar ercu Bendungan Penentuan lebar mercu bendungan didasarkan pada ketinggian bendung maksimum yang didapat dari hasil perhitungan flood routing pada lebar spillway meter. Contoh perhitungan lebar mercu bendung pada lebar spillway meter : 11 95

4 m meter. Dari perhitungan sebelumnya di dapatkan tinggi bendungan () = 11 m aka, dengan persamaan (.35) dapat di hitung lebar mercu bendungan sbb: 1/ 3 b = 3,6 3, 0 1/ 3 = 5,006 m 5 = 3,6 ( 11) 3, 0 Jadi untuk lebar mercu bendung adalah Kemiringan ereng Bendung Penentuan kemiringan lereng bendungan didasarkan pada data data tanah yang akan digunakan sebagai bahan urugan, yaitu dari bahan sirtu dengan spesifikasi yaitu : Berat volume jenuh ( sat ) = 1,800 ton / m 3 Kohesi tanah (C) = 0 ton / m 3 Sudut geser dalam () = 30 0 Untuk angka keamanan dalam perencanaan stabilitas lereng bendungan dipakai SF = 1,5. Intensitas seismis kabupaten madura dalam peta zona gempa termasuk zone dengan angka intensitas seismis gempa sebesar 0,103 g. Perhitungan kemiringan lereng bendung untuk bagian hulu dan hilir adalah sebagai berikut : a). Kemiringan lereng bagian hulu : m ( k γ ' Tanφ) SF = ( k γ ' m) 1,5 = m ( 0,103 1,800 Tan( 30) ) ( 0,1 1,800 m) 1,5 m 0,10 = ( 0,180 m) m =,3 digunakan kemiringan,5 b). Kemiringan lereng bagian hilir : n ( k Tanφ) SF = ( k n) 1,5 = n ( 0,103 Tan( 30) ) ( 0,1 n) n = 1,9 digunakan,5 Jadi untuk kemiringan lereng pada bagian hulu maupun hilir direncanakan kemiringan dengan perbandingan 1 :, Perencanaan Dimensi Spillway Bangunan pelimpah merupakan suatu bangunan yang harus mampu melimpahkan kelebihan air dari debit banjir yang akan dibuang sehingga kapasitas bendungan dapat dipertahankan sampai batas maksimum. Kelebihan air akibat debit banjir yang tidak terbuang akan mengakibatkan melimpahnya air banjir melalui mercu bendungan. al ini sangat tidak diharapkan terutama pada bendungan tipe urugan. Tipe bangunan pelimpah / spillway pada bendungan direncanakan memakai tipe spillway yang biasa digunakan pada bendungan tipe urugan yaitu pelimpah bebas mercu ogee dengan kemiringan hulu vertikal. Persamaan yang digunakan untuk menentukan bentuk penampang hilir dari titik tertinggi mercu pelimpah adalah dengan persamaan sebagai berikut : Y 1 X = ho K ho Berikut ini contoh perhitungan bentuk pelimpah bebas mercu ogee dengan lebar m dengan elevasi ambang pelimpah + 1,50 Dari perhitungan sebelumnya didapat : Q = 33,33 m 3 /dtk h d = 3,68 meter =,00 meter P =,00 meter Perhitungan puncak pelimpah : Profil bagian hulu dapat diperoleh dengan persamaan: X 1 = 0,8 h d X = 0,175 h d R 1 = 0,500 h d R = 0,00 h d Dengan h d = 3,68 meter sehingga bentuk mercu pelimpah bagian hulu adalah sebagai berikut : X 1 = 0,8 h d = 0,8 3,68 = 1,038 meter X = 0,175 h d = 0,175 3,68 = 0,6 meter R 1 = 0,500 h d = 0,500 3,68 = 1,81 meter R = 0,00 h d = 0,00 3,68 = 0,736 meter Dari tabel.7 didapatkan harga K dan n, untuk kemiringan permukaan hilir vertikal didapatkan : K =,00 n = 1,85 Persamaan lengkung bagian downstream spillway bendungan tipe ogee adalah : Y hd = 1 K X h d Y 1 X = 3,68,00 3,68 Y = 0,165 X 1,85 n n 1,85 Tabel 5.. Koordinat engkung Down Stream untuk Spillway Tipe Ogee X Y = 0,165X 1,85 Titik (m) (m)

5 Dari hasil perhitungan di atas dapat di gambarkan bagian upstream spillway seperti gambar 5.1. berikut : Gambar 5. Sket Penampang Saluran Pengarah Saluran Pengatur Diketahui Q 100 = 33,33 m 3 /dtk B = m 1 =,65 m/dtk h m = 0,5 m q = 1.d1 33,33 =,65d1 d 1 = 5,69 m = g Z ( ) ( 1 3,68 0) =.9,8 + = 6,00m / dtk Dan untuk persamaan kedalaman aliran digunakan persamaan Bernoulli : 1 1 hm + d1 + = d + + K. g g g,65 0,5 + 5,69 + = d.9,8 6,00,65 6, ,..9,8.9,8 = 6,00 m/dtk d =5,007 m maka untuk menentukan kecepatan dititik 3 digunakan persamaan kontinuitas aliran Q = Q 3. A = 3. A3. B. h = 3. B. h 6,00..5,007 = 3 660,9= 3.110,15 3 = 6,00 m/dtk..5,007 ( 1 Z ) ( 1.5,007 3) =. g. + =.9,8 + = 10,38m / dtk q =.d 33,33 = 10,38. d d = 1,5 m h ( ) So = = = 0,075 0 Dengan menganggap bidang sebagai titik permulaan, maka didapat : 3 + d3 + So. l = + d + hl g g 6,00 10,38 + 5, ,075.0 = + 1, 5 + hl.9,8.9,8 9,8 = 6, 95 hl hl =,89 m hl = S. l,89 = S.0 S = 0,07 g d=d3 Garis Energi S hl g 6,58 = d + 1,51 = 5,007 m d So d Gambar 5. Sket Penampang Saluran Peluncur Gambar 5.3 Sket Penampang Saluran Pengatur 5.6. Saluran Peluncur diketahui Q 100 = 33,33m 3 /dtk n = Peredam Energi Didalam menentukan jenis kolam olakan terlebih dahulu harus dihitung bilangan Froude sebagai berikut : 10,38 Fr = = =,75 g d 9,8.1,5. Sedangkan untuk menentukan panjang kolam olakan datar dapat ditentukan dengan persamaan dibawah ini : D 1 5 =. 8Fr 1 D 13

6 1 D ( ) 5 = 1,5.. 8,75 1 = 3,9 m Sehingga muka air dihilir kolam olak = 3,9 m. Direncanakan tipe kolam olakan type I dengan Fr =,75 Dari grafik.9 diperoleh = 5, D = 5, 3,9 = 3,9 5, = 1,9 m 1 m. aka panjang kolam olakan 1 m. 5.7 Perhitungan Stabilitas Dalam perhitungan stabilitas spillway ditinjau pada dua kondisi paling kritis, yaitu : pada saat kondisi muka airsetinggi puncak spillway (mercu) dan pada saat kondisi air setinggi debit rencana Perhitungan Stabilitas Pada Saat uka Air Setinggi Puncak Spillway Sebelum menghitung stabilitas konstruksi, terlebih dahulu dihitung besarnya gaya gaya yang bekerja pada saat kondisi muka air setinggi mercu. Perhitungan gaya tekan keatas (up lift) dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut : U = = v >. C Dimana : U : gaya tekanan keatas dititik X (kg/m ) : tinggi muka air dihulu (m) : jarak sepanjang bidang kontak (creep line) dari hulu sampai titik (m) : panjang total bidang kontak (m) : beda tinggi muka air hulu dan hilir (m) v : panjang bidang vertical (m) h : panjang bidang horizontal (m) C : koefisien rembesan yang besarnya tergantung jenis material Pada Air rendah ( muka air dianggap setinggi mercu ). = (+1,50) (+8,50) = 6 m Dari tabel 5.3 diperoleh v = 1,00 m h = 86,90 = v + h = 1,00 m +.86,90 m =,97 m.c = 6 3 = 18 m (C=koef.rembesan untuk lunak=3) Jadi > Kontrol Stabilitas : a. Titik Tangkap Gaya : v Arah vertikal : y = 5,68 y = = 1,833 m,9 Arah horizontal : = = 38,59,9 = 1,58m lempung.c (OK) Jadi jarak titik tangkap gaya adalah (1,58 : 1,833) dari titik O. Jarak titik tangkap gaya terhadap titik tengah spillway (eksentrisitas): v Σ B 1 e B 6 ( 78,16 1,36),6 78,16 0,8 > 0,77...tidak OK b. Kontrol Guling 58,8 + 19,3 ( ) ( 1, ) 6,3 > 1,5...Ok c. Kontrol Geser f 1,6 6 0,7578,16 1,36 58,6 1,36,7 > 1,5...OK 5.7. Perhitungan Stabilitas Pada Saat uka Air Setinggi Debit Banjir Rencana Kontrol Stabilitas : a. Titik Tangkap Gaya : Jarak titik tangkap gaya terhadap titik tengah spillway (eksentrisitas): Σ B 1 e B 6 60,96 17,18,6 60,96 1,60 > 0,8...tidak OK b. Kontrol Guling 60,96 17,18 3,55 > 1,5... Ok 1 6,6 1

7 c. Kontrol Geser f 0,75113,9,57 85, ,18,95 > 1,5... OK BAB I KESIPUAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan Berdasarkan dari analisa dan perhitungan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa: 1. Dari hasil analisa kebutuhan air diketahui kebutuhan air baku penduduk = 0 lt/org/hari, jumlah penduduk = 6380 jiwa. Dengan menggunakan metode geometrik diperoleh jumlah proyeksi penduduk pada tahun 06 = 11083,65jiwa dan diperoleh besarnya kebutuhan air baku yang diperlukan penduduk sekitar Waduk sebesar 5,6lt/dt. Dan untuk volume kebutuhan air baku selama kurun waktu 1 tahun sebesar 17798,9 m3. Kapasitas tampungan Waduk Braji sebesar 8398,68 m 3. Dari analisa kapasitas tampungan dapat diketahui tampungan di dalam waduk mampu memenuhi kebutuhan air baku penduduk desa Braji 3. Curah hujan yang terjadi di daerah aliran sungai diambil dari 1 stasiun hujan yang mempengaruhi. Selanjutnya untuk mendapatkan probabilitas hujan rencana digunakan metode Pearson tipe III dan metode log normal dan yang kemudian dilakukan uji distribusi dengan metode chikuadrat dan metode Smirnov-kolmogorov. Dari hasil uji tersebut, dapat disimpulkan distribusi hujan rencana dapat diterima dengan menghasilkan curah hujan rata-rata sebesar 151,38 mm.. Dari analisa debit banjir rencana yang dihitung dengan menggunakan metode Nakayasu, diperoleh debit banjir rencana dengan periode ulang 100 tahun sebesar 371,778m 3 /dt 5. Dimensi bangunan pelimpah (spillway) adalah sebagai berikut : Tipe spillway= mercu ogee Tinggi spillway= meter ebar spillway= meter Elevasi Puncak spillway= + 1,50 Tinggi jagaan= meter Tipe peredam energi = kolam olak datar tipe I. Panjang Kolam olakan= 1 meter embung di masa yang akan datang akan lebih baik dari perencanaan sebelumnya. DAFTAR PUSTAKA 1. Soedibyo Teknik Bendungan. Jakarta : Pradnya Paramita. Soemarto,CD idrologi Teknik. Jakarta : Penerbit Erlangga 3. Soewarno, idrologi. Aplikasi etode Statistik untuk Analisa Data. Bandung : Penerbit Nova. Sholeh idrologi I. Diktat Kuliah. Surabaya : FTSP-ITS 5. Sub Directorat Perencanaan Teknis, Direktorat Irigasi I, Direktorat Jendral Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum Standart Perencanaan Irigasi Kriteria Perencanaan -0. Jakarta : Badan Penerbit Pekerjaan Umum 6. Sub Directorat Perencanaan Teknis, Direktorat Irigasi I, Direktorat Jendral Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum Standart Perencanaan Irigasi Kriteria Perencanaan -06. Jakarta : Badan Penerbit Pekerjaan Umum 7. Subramanya K, 199, Engineering ydrology, Tata cgraw-ill Publishing Company imited, New Delhi. 8. Takeda, Kensaku dan Sosrodarsono, Suyono, 00. Bendungan Type Urugan. Jakarta: Pradnya Paramita 6. Saran Saran untuk perbaikan perencanaan spillway pada waduk Braji di desa Braji kecamatan Gapura kabupaten Sumenep adura agar lebih baik lagi yaitu perlunya pencatatan debit yang dilakukan secara berkala, dengan begitu perencanaan 15