STUDI PERENCANAAN HIDRAULIK PEREDAM ENERGI TIPE VLUGHTER DENGAN MODEL FISIK DUA DIMENSI Jendrik Sitanggang NRP : 0021092 Pembimbing : ENDANG ARIANI., Ir., Dipl. HE JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA BANDUNG ABSTRAK Peredam energi merupakan salah satu kelengkapan atau bagian dari bendung yang berfungsi untuk meredam energi yang ditimbulkan oleh aliran air dengan energi dan kecepatan tinggi akibat peninggian muka air udik akibat pembendungan, sehingga penggerusan lokal di hilir bendung dapat dikurangi atau minimal tidak membahayakan konstruksi bendung. Model untuk penelitian dilakukan di Laboratorium Hidraulika dan Mekanika Fluida Jurusan Teknik Sipil. Faktor utama terjadinya penggerusan yang dalam di hilir bendung adalah peredam energi yang belum berfungsi secara optimal. Untuk mengetahui penggerusan yang terjadi di hilir bendung dilakukan dua kali perubahan model. Hasil penelitian dengan peredam energi tipe Vlughter menunjukkan bahwa peredam energi tipe Vlughter perlu dimodifikasi untuk mengurangi terjadinya penggerusan di hilir bendung. Pada kondisi model awal dengan debit 100 % (Q Thomson = 0,03768900 m 3 /detik) penggerusan yang terjadi adalah sedalam 9 cm. Pada model perubahan I dengan debit 100 % (Q Thomson = 0,0336900 m 3 /detik) penggerusan yang terjadi adalah sedalam 6 cm. Pada model perubahan II dengan debit 100 % (Q Thomson = 0,032350049 m 3 /detik) penggerusan yang terjadi adalah sedalam 3 cm.
DAFTAR ISI SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR... i SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR... ii ABSTRAK... iii PRAKATA... iv DAFTAR ISI...vi DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN...viii DAFTAR GAMBAR...ix DAFTAR TABEL... xi BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah...1 1.2 Maksud dan Tujuan Penelitian... 2 1.3 Ruang Lingkup Pembahasan... 2 1.4 Sistematika Pembahasan... 3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Bendung... 5 2.1.1 Klasifikasi Bendung... 6 2.1.2 Komponen Utama Bendung...7 2.2 Pengertian Peredam Energi... 9 2.2.1 Macam-macam Peredam Energi... 9 2.2.2 Prinsip Pemecahan Energi...12 2.3 Desain Hidraulik Peredam Energi Tipe Vlughter... 13 vi
2.4 Rumus-rumus Perhitungan Desain Hidraulik Peredam Energi Tipe Vlughter... 14 BAB 3 PENYAJIAN DATA KASUS 3.1 Deskripsi Model Peredam Energi Tipe Vlughter... 17 3.2 Data Desain Model Peredam Energi Tipe Vlughter...19 3.3 Prosedur Kerja...23 BAB 4 ANALISIS DATA 4.1 Analisis Percobaan Lengkung Debit...... 27 4.2 Analisis Penggerusan di Hilir Bendung... 31 4.2.1 Penggerusan Pada Model Desain Awal... 31 4.2.2 Penggerusan Pada Model Perubahan I... 39 4.2.3 Penggerusan Pada Model Perubahan II...46 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 54 5.2 Saran...56 DAFTAR PUSTAKA...57 vii
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 3.1 Data bacaan Thomson... 19 Tabel 4.1 Perhitungan h Thompson dan Q thompson...30 xi
DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Gambar 2.1 Komponen utama bendung...8 2. Gambar 2.2 Peredam energi tipe Vlughter... 10 3. Gambar 2.3 Peredam energi tipe cekung... 10 4. Gambar 2.4 Peredam energi tipe Schoklitsch...11 5. Gambar 2.5 Peredam energi tipe USBR... 12 6. Gambar 2.6 Peredam energi tipe MDO...12 7. Gambar 2.7 Ukuran hidraulik peredam energi tipe Vlughter...14 8. Gambar 3.1 Saluran terbuka...18 9. Gambar 3.2 Model peredam energi tipe Vlughter...19 10. Gambar 3.3 Desain peredam energi tipe Vlughter... 23 11. Gambar 3.4 Bagan alir prosedur kerja... 26 12. Gambar 4.1 Grafik hubungan Q Thomson dan Δh Thomson... 31 13. Gambar 4.2 Kondisi model awal...32 14. Gambar 4.3 Profil aliran dan penggerusan dengan Q Thomson = 0,01159467 m 3 /detik... 34 10. Gambar 4.4 Profil aliran dan penggerusan dengan Q Thomson = 0,02021386 m 3 /detik... 36 11. Gambar 4.5 Profil aliran dan penggerusan dengan Q Thomson = 0,03768900 m 3 /detik... 38 12. Gambar 4.6 Kondisi model setelah dilakukan perubahan I... 39 13. Gambar 4.7 Profil aliran dan penggerusan dengan ix
Q Thomson = 0,01159467 m 3 /detik...41 14. Gambar 4.8 Profil aliran dan penggerusan dengan Q Thomson = 0,02015900 m 3 /detik... 43 15. Gambar 4.9 Profil aliran dan penggerusan dengan Q Thomson = 0,0336900 m 3 /detik... 45 16. Gambar 4.10 Kondisi model setelah dilakukan perubahan II... 46 17. Gambar 4.11 Profil aliran dan penggerusan dengan Q Thomson = 0,01063600 m 3 /detik... 49 18. Gambar 4.12 Profil aliran dan penggerusan dengan Q Thomson = 0,01956100 m 3 /detik... 51 19. Gambar 4.13 Profil aliran dan penggerusan dengan Q Thomson = 0,032350049 m 3 /detik... 53 x
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN a 2a B = tinggi ambang hilir (m) = lebar ambang hilir (m) = lebar saluran (m) c = koefisien debit (1.39) D = Tinggi mercu terhadap lantai kolam olak (m) g = percepatan gravitasi (m/detik 2 ) = 9,81 m/detik 2 h h c h h Thomson L Q q = tinggi mercu terhadap muka air udik (m) = tinggi muka air kritis terhadap mercu (m) = bacaan awal - bacaan akhir (m) = bacaan Thomson akhir bacaan Thomson awal (m) = Panjang lantai kolam olak (m) = debit aliran (m 3 /detik) = debit per satuan lebar (m 3 /detik/m ) 1 Q thomson = 1.39 x tg x ( h Thomson ) 5/2 (m 3 /detik) 2 R t z = Jari-jari transisi kaki bendung dan lantai kolam olak (m) = tinggi muka air hilir terhadap kolam olak (m) = elevasi muka air udik bendung elevasi muka air hilir bendung (m) viii