PERENCANAAN BENDUNG BATANG TARUSAN DENGAN MENGOPTIMALKAN PEMANFAATAN AIR UNTUK IRIGASI DAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO PENDAHULUAN Bendung adalah suatu bangunan air dengan kelengkapan yang di bangun melintang sungai atau sudetan yang sengaja dibuat untuk meninggikan taraf muka air atau untuk mendapatkan tinggi terjun, sehingga air sungai dapat disadap dan dialirkan secara gravitasi ke tempat tertentu yang membutuhkannya. Bendung sawah laweh yang terletak di batang tarusan yang berlokasi di barung-barung balantai yang terletak dekat Bench Mark (BM) SL7 dengan koordinat X=667.757 dan Y=9.874.993 dan Z=33.57, Pada bendung batang tarusan yang sedang tahap pembangunan ini digunakan hanya untuk air irigasi, Sedangkan Air pada bendung batang tarusan bisa dimanfaatkan untuk dijadikan pembangkit listrik karena topografi daerahnya mendukung untuk direncanakan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro hidro (PLTMH) yaitu dengan Head 3.0 m sehingga dapat dimanfaatkan dengan baik. METODOLOGI PENULISAN. Analisa Hidrilogi Data data hidrologi yang telah diperoleh, selanjutnya dianalisis untukmencari debit banjir rencana yang akan digunakan untuk perencanaan bendung. Langkah langkah dalam analisis hidrologi antara lain : terdiri dari. : a. Mencari data curah hujan maksimum per tahun tiap stasiun hujan dengan metode poligon aljabar. b. Penentuan metode perhitungan curah hujan rencana. Dalam perhitungan curah hujan rencana terdapat beberapa metode yang dapat dipakai, yaitu : ) Hasper ) Gumbel 3) Weduwen c. Dalam perhitungan debit banjir rencana menggunakan metode rasional.. Perencanaan Bendung Hasil dari analisis data hidrologi digunakan dalam perhitungan desain untuk menentukan detail konstruksi bangunan bendung dan dimensinya. Langkah langkah dalam perencanaan bendung terdiri dari. : a. Penentuan elevasi bendung b. Pemilihan tipe bendung c. Lebar Bendung d. Perencanaan Hidrolis Bendung e. Bangunan Pelengkap f. Perhitungan Panjang Lantai Hulu g. Gaya-Gaya yang Bekerja PadaBendung
h. Kontrol Stabilitas Bendung 3. Perencanaan PLTMH Secara umum lay-out sistem PLTMH merupakan pembangkit jenis run off river, memanfaatkan aliran air permukaan (sungai). Komponen sistern PLTMH tersebut terdiri dari:. bangaunan intake (penyadap) bendungan. saluran pembawa 3. Sedimen trap 4. pipa pesat, 5. house Power 6. Saluran pembuangan (Tail rase) 7. Turbin ANALISA HIDROLOGI No Tabel Data Curah Hujan Harian Maksimum Tahun Stasiun Curah Hujan Ladang padi Danau Diatas Rata - rata 004 95 48 7.5 005 96 34 5 3 006 55 44 49.5 4 007 75 5 50 5 008 80 67 73.5 6 009 45 78.5 7 00 09 67 88 8 0 8 64 9 9 0 7 07 0 03 5 55 90 04 8 4 85 (Sumber Data : Dinas Pengelolaan Sumber Daya Air Sumatera Barat) No Tabel Curah Hujan dari Hasil Perhitungan Rn Gumble (mm) Metode Hasper (mm) Weduwen (mm) Ratarata (mm) 99.63 93.5 03.80 98.98 5 3.40 3.06 5.48 9.64 3 0 5.44 59.79 46.95 53.06 4 5 79.03 97.4 76.4 84.9 5 50 98.75 6.5 97.6 07.6 6 00 8.3 56.97 8.87 3.39 Tabel 3 Hasil Perhitungan Debit Banjir Metode Rasional N o Retur n Perio d 98.98 5 3 0 4 5 5 50 6 00 Rt f α In 9.6 4 53.0 6 84. 9 07.6 3.3 9 0.7 8 0.7 8 0.7 8 0.7 8 0.7 8 0.7 8 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 8.53. 7 3. 9 5.8 8 7.9 0 9.9 4 F km 38.3 38.3 38.3 38.3 38.3 38.3 Q m3/dt 468.06 63.03 73.80 87.00 98.8 094. 8 PERHITUNGAN HIDROLIS BENDUNG Penentuan elevasi mercu Elevasi mercu direncanakan bedasarkan tinggi sawah tertinggi penentuan head pada PLTHM didapat 3.50 mdpl. Gambar Elevasi Mercu
Tinggi Muka Air Banjir Diatas Bendung a. Elevasi mercu bendung = + 3.50 m b. Elevasi lantai muka = + 8.50 m c. Tinggi mercu = 3.0 m d. Debit banjir rencana 00 tahun ( Q 00 ) Q = Cd 3 094.8 =.48 0.44 H ) H 3/ =094.8 m 3 /dtk g B eff H.5 3 3 g (67.5 3 094.8 =.53 (67.5 0.44 H ) H 3/ Perhitungan dilakukan dengan cara cobacoba : Ambil H = 5.3 m 094.8 =.53 (67.5 0.44 ()) 3/ 094.8 = 69. m 3 /dt h Tabel 4 Mentukan tinggi air dihulu bendung Cd (67.5 9.8 3 3 0.44 H) H 3/ a B C d a b c d.48.7048 67.06 69..5.48.7048 66.5 3.375 566.40 3.48.7048 66.8 5.96 867.70 3..48.7048 66.09 3.5.48.7048 65.96 6.547 3.50 96.48.7048 65.95 6.574 5.74 954.63 089.7 9 094. 0 Dengan cara trial and error didapat H= 3.5096 m = 3.5 m Maka lebar effektif bendung (Be) = 67.5 - (0.44 3.5) = 65.96 m = 66 m Jari-jari mercu bendung (R) berkisar antara 0. sampai 0.7 H R = 0.5 H = 0.5 3.5 =.75 m Dari hasil yang telah diperoleh di atas dapat dilihat bahwa tinggi energi diatas mercu adalah H = 3.5 m. Elevasi tinggi energi ditas mercu = + 3.5 + 3.5 = + 34.75 m Sehingga diperoleh lebar efektif bendung yaitu : B eff = 67.5 (0.44 3.5) = 65.96 m = 66 m Tinggi Muka Air Banjir Maksimum di Atas Mercu Data-data: Q 00 B eff H = 094.8 m 3 /dt = 66 m = 3.5 m Untuk menentukan tinggi air diatas mercu dapat dicari dengan persamaan H d = H - k Dimana: Perhitungan: Q = A. V = (B ef H ). V
V = B ef Q. H Tinggi Muka Air di Hilir Bendung Q = V A 094.8 = 66 3.5 = 4.736 m/dtk Untuk memperoleh tinggi muka air di atas mercu (h d ) : h d = H K Dimana : K = = V. g 4.736 9.8 =.4 m Maka : h d = 3.5.4 =.36 m Sehingga diperoleh tinggi muka air diatas mercu (h ) =.36 m Elevasi muka air di atas mercu bendung + 3.5 +.36 = +33.6 m V = n R /3 I / Q = 094.8 m 3 /dt (Debit rencana) B = 6.5 m (Lebar dasar sungai) I = 0.0095 (Kemiringan dasar sungai) n = 0.03 (Koefisien kekasaran manning) m = : (Kemiringan dasar saluran) Perhitungan : Dicoba untuk h = m a. Luas penampang basah (A) A = (b + m h) h A = (66 + 0.5 ) A = 66.5 m b. Keliling penampang basah (P) P = b + h m = 6.5 + 0,5 = 67. m c. Jari-jari hidrolis (R) A 63 R = 0. 973 m P 64.73 d. Kecepatan aliran (V) V = n R /3 I / Gambar Tinggi muka air di atas mercu tipe bulat V = 0.03 V = 4.6 m/dt (0.973) /3 (0,0095) /
e. Debit aliran (Q) Q = A V Q = 63 4.6 = 6.8 m 3 /dt Perhitungan selanjutnya dilakukan secara tabelaris : Tabel 5 Perhitungan Tinggi Muka Air Dihilir Bendung H /n A P 0.5.0.0. 95 3.0 4.0 5.0 43.4 783 43.4 783 43.4 783 43.4 783 43.4 783 43.4 783 43.4 783 33. 50 66.50 00 34.0 000 54. 7 0.5 000 7.0 000 34.5 000 67. 80 68. 36 70.4 7 7. 340 7.7 08 74.9 443 77. 803 R= A/P 0.4 935 0.9 746.9 05. 673.7 85 3.6 94 4.4 377 I V Q 0.0 095 0.0 095 0.0 095 0.0 095 0.0 095 0.0 095 0.0 095.64 65 4.6 56 6.50 4 7.09 7 8.38 87 0.0 08.4 438 87.6 7 77. 0 87. 56 094.8 698.7 7. 399.50 Dari hasil perhitungan diatas, didapat nilai h.9 m =.3 m dengan harga Q (094.8 m 3 /dt) yang mendekati Q rencana (094.8 m 3 /dt) dan selanjutnya dapat dibuat grafik lengkung debit yang merupakan grafik hubungan antara tinggi muka air dengan debit banjir rencana yang telah dilampirkan. Untuk memperoleh tinggi energi dihilir bendung (H ) : H = h + K Dimana : K = = V. g 7.09 9.8 =.56 m Maka : H =.3 +.56 = 4.86 m Dari perhitungan sebelumnya yaitu tinggi muka air banjir diatas bendung dan perhitungan tinggi muka air banjir dihilir bendung maka didapat data elevasi sebagai berikut pada mercu tipe bulat : elevasi muka air diatas bendung : Elevasi puncak mercu + h =(+ 3.50) +.36 = +33.86 m Elevasi energi diatas mercu : = Elevasi puncak mercu + H = (+3.50) + 3.5 = +35.00 m Elevasi muka air dihilir bendung : = Elevasi dasar sungai dihilir bendung + h = (+ 8.50) +.3 = + 30.8 m Gambar 3 Grafik Lengkung Debit
Elevasi Lantai Kolam Olakan Dari perhitungan sebelumnya diperoleh data-data sebagai berikut : Gambar 4 Tinggi air diatas mercu bendung dan dihilir bendung Back Water Untuk mengetahui sampai dimana pengaruh muka air setelah adanya pengembangan oleh bendung perlu pula diperhitungkan back water yang terjadi. Untuk perhitungan back water tersebut digunakan persamaan : L = Dimana : L = arah udik (m) h = h i Panjang pengaruh pengembangan ke Tinggi air di atas mercu = 3.5 m i = Kemiringan sungai di udik bendung = 0.0095 L = 3.5 0.0095 = 736.84 m Jadi panjang peninggian muka air akibat pengaruh pengembangan ke arah udik sebesar 736.84 m pada saat terjadi banjir. a. Debit banjir rencana (Q 00 ) = 094.8 m 3 /dtk b. Elevasi puncak mercu = + 3.50 m c. Elevasi dasar sungai di udik bendung = + 8.50 m d. Elevasi muka air diatas mercu =+33.86 m e. Elevasi muka air dihilir bendung = 30.80 m f. Lebar efektif bendung (B ef ) = 66 m Pertama kali kolam olakan dicoba pada elevasi +8.50 m Sehingga : Z = (+3.50) (+8.50) = 3.00 m Dimana Z adalah beda tinggi antara elevasi muka air diatas mercu bendung dengan elevasi lantai kolam olakan. Perhitungan: a. Kecepatan awal loncatan (V ): V = g ( Z 0.5 H ) = 9.8(3 0.5 3.5) = 9.65 m/dtk
b. Tinggi muka air tepat di kaki mercu (y ) y = 094.8 9.65 66 =.779 m c. Bilangan Froude Fr = = V g. y =.35 9.65 9.8.779 d. Kedalaman air diatas ambang ujung y =. y 8 Fr =.779 = 4.9 m 8.35 Maka elevasi air loncat pada elevasi : (+8.50) + 4.98 = +33.4 m. Jadi air loncat (+33.4) lebih besar dari elevasi di hilir (+30.80) masih belum memenuhi syarat, maka elevasi kolam olak harus diturunkan lagi. Untuk selanjutnya perhitungan dilakukan secara tabelaris. Tabel 6 Perhitungan Elevasi Kolam Olak Elv.kolam olak H V y Fr y 8.50 3 9.654.77.35 4.98 7.50 4 0.6.56 3.74 5.6 6.50 5.508.44 4.06 5.558 5.50 6.33.344 4.395 5.89 4.50 7 3.0.65 4.79 6.05 Maka elevasi air loncat pada elevasi : (+4.50) + 6.05 = +30.55 m. Elevasi air loncat +30.55 m + 30.80 m. Elevasi air loncat lebih rendah dari elevasi muka air hilir bendung, sehingga memenuhi syarat. Ukuran Kolam Olakan Tipe USBR-III Data-data: Q 00 = 094.8 m 3 /dt B eff = 66 m Perhitungan: q Q = Beff = hc = 3 094.8 = 6.578 m/dt/m 66 q g 6.578 = 3 9.8 =.9 Tinggi ambang hilir kolam olak (n) y (8 Fr ) n = 8 = (.65 x (8+4.7)) / 8 =.5 m Panjang kolam olak (L)
B =.7 x y =.7 x 6.05 = 6. m Gambar 6 Bendung sebelum ada lantai muka Gambar 5 Bentuk Hidrolis Kolam Olak Tipe USBR-III Perhitungan Lantai Muka a. Kondisi sebelum ada lantai muka : H = 4. m L v = 4 +.58 + 3 +.5 + 0.8 + 0.8 + 4 = 7.68 m L H =.04 + 0.65 +.5 +.9 + 3.08 + 4.8 + 0.88 + 0.5 = 5.66 m L w =L v + /3 L H H. C = 7.68 + /3 (5.66) = 6.3 m 6.3 m < 7 4 = 8 m Berdasarkan perhitungan diatas maka diperlukan lantai muka dengan creep line minimal adalah : L rencana = L perlu L w = 8 6.3 =.76 m b. Disain lantai muka L v = +.5 +.5+.5 +.5 +.5 = 0.5 m L H = 0.5+ 3 + 0.5+ 3 + 0.5 + 3 = 0.5 m L W = L v + /3 L H =0.5 + /3 (0.5) = 4.0 m > 4...Ok Gambar 7 Bendung sesudah ada lantai muka Kontrol Terhadap Rembesan Perhitungan :. Panjang penyaringan (Lw) = 37.467 m. h (keadaan air normal) = +3.5 (+4.50) = 7 m 3. h (keadaan air banjir) = +35.00 (+30.80) = 4. m Angka rembesan kondisi air normal : LV / 3 LH Cw = 4... C = 4 H
6.80.87 Cw= 5.35 4... OK 7 Panjang rembesan kondisi air normal : Lw = C. h = 4 7 = 8 m L perlu = 8 < L ada = 37.467 m, maka untuk rembesan cukup aman. Angka rembesan kondisi air banjir : LV / 3 LH Cw = 4... C = 4 H 6.80.87 Cw= 8.9 4... OK 4. Panjang rembesan kondisi air banjir : Lw = C. h = 4 4.= 6.8 m L perlu = 8.8< L ada 37.467 m, maka untuk rembesan cukup aman. STABILITAS BENDUNG Stabilitas Pada Saat Air Normal Tabel 7 Resume Gaya Yang Bekerja Pada Bendung (Saat Air Normal) N o Gaya-Gaya yang bekerja Berat sendiri bendung Gaya (ton) Momen (t.m) V H Mv Mh -04.9-499.8 Gaya gempa.66 05.37 3 Tekanan lumpur -.57 0.90-4.45 6.56 4 Tekanan tanah -3.65-50.5 5 6 Tekanan hidrostatis Tekanan uplift pressure -.6 4.5-4.09 3.580 7.7 8.34 67.04.98 Jumlah -9.4.7-47.3 7.0 Kontrol Stabilitas Pada Saat Air Normal a. Kontrol terhadap guling M V SF =. 5 M H 47.33 = 4.0. 5...(aman) 7.0 b. Kontrol terhadap geser f. V SF =. 5 H 0.75 9.4 = 3.0. 5...(aman).7 c. Kontrol terhadap eksentrisitas e = B M V M V H B 6 9.45 47.33 7.0 e = 9.4 No 9.45 6 = 0.85<.575... (aman) Tabel 8 Gaya Yang Bekerja Pada Bendung Pada Saat Air Banjir Gaya-Gaya yang bekerja Berat sendiri bendung Gaya (ton) Momen (tm) V H Mv Mh -04.9 Gaya gempa.66 3 Tekanan lumpur -.575 0.90 4 Tekanan tanah -3.65 5 6 Tekanan hidrostatis Tekanan uplift pressure -.9-3.65-499.8-4.45-35.9 50.73 8.03 6.8 Jumlah -77.76 34.9-533.4 05. 3 6.5-50. 30. 7 90.3 6 8.
Kontrol Terhadap Guling Saat Banjir a. Kontrol terhadap guling Mv SF =. 5 M H 533.443 = 3.03. 5...(Aman) 8.78 b. Kontrol terhadap geser f. V SF =. 5 H 0.75 77.76 =.70. 5...(Aman) 34.9 c. Kontrol terhadap eksentrisasi e = B M V M V H B 6 9.45 533.433 8.78 e = 77.76 9.45 6 = 0.07 <.575...(Aman) Perencanaan Bangunan Pintu Data-data: Luas sawah yang akan dialiri (A) = 373 Ha Net Field requirement (NFR) =.6ltr/dt/ha Koefisien reduksi golongan ( C ) =.0 Efesiensi jaringan primer = 0.9 Efesiensi jaringan sekunder = 0.9 Efesiensi jaringan tersier = 0.8 Besarnya debit pengambilan pada pintu intake dapat dihitung dengan rumus: C. NFR. A Q = e.6 373 = = 5637.84 ltr/dt 0.8 0.9 0.9 5637.84 ltr/dt = 5.637 m 3 /dt Perhitungan Hidrolis Pintu Intake Menghitung dimensi pintu pengambilan Dicoba tinggi bukaan pintu (a) =.5 m Jumlah Pintu intake = buah Kehilangan energi bukaan = 0.5 m Percepatan gravitasi = 9.8 Maka : Q = μ b a ( g z) 0.5 6.764 = 0.8 3 a [( 9.8 0.5) 0.5 ] 6.764 = 0.8 3 a [( 9.8 0.5) 0.5 ] 6.764 = 5.35 a a =.7 m.30 m Tinggi bukaan yang paling optimal =.30 m dengan Q = 6.764 m 3 /dt Perhitungan Kantong Lumpur Asumsi-asumsi : Diandaikan partikel yang ukurannya kurang dari 0 um (0 x 0-6 ) terangkut sebagai sedimen layang. Diasumsikan bahwa air yang dialirkan mengandung 0.5 0 / 0 sedimen yang diendapkan dalam kantong lumpur. Suhu air yang dipakai sebesar 0 o C dengan diameter 00 um atau 0.0 mm mempunyai kecepatan endap (w) = 0,006 m/dt. Rencana
pembilasan dilakukan setiap 5 hari sekali. T = 5 x 4 x 3600 =.96.000 detik. Volume kantong lumpur : V = 0.00005 x 0.80 x Qn x T = 0.00005 x 0.80 x 5.63 x.96.000 = 9.86 m 3 Luas permukaan rata-rata : LB = Qn / w = 5.637 / 0.006 = 938.33 m B = 0.00 m L = 93.83 m Penentuan in (Eksploitasi normal/ kantong sedimen hampir penuh) : Kecepatan normal diambil (Vn)= 0.80 m/dt Koef. Kekasaran strickler (ks)= 60.00 An = Qn / Vn = 5.637 / 0.80 = 7.04 m Dengan lebar rata-rata 0 m kedalam air (hn) adalah : hn = An / B = 7.04 / 0 = 0.70 m Keliling basah (On) : On = B + h (+m ) 0.5 = 0 +.4 =.4 m Jari-jari saluran (Rn) : Rn = An / On = 7.04 /.4 = 0.6 m Kemiringan dasar saluran (keadaan normal) : In = Vn / ks / R n4/3 = 0.64 / 3600 / 0.53 = 0.00034 Penentuan is (pembilasan/ kantong lumpur kosong) : Kecepatan normal diambil (Vs)=.00 m/dt Koef. Kekasaran strickler (ks)= 60.00 Qs =. Qn = 6.756 As = Qs / Vs = 6.756 /.00 = 3.378 m Dengan lebar dasar 0 m kedalam air (hs) adalah : hs = As / B = 3.38 / 0 = 0.34 m Keliling basah (Os) : Os = B + h (+m ) 0.5 = 0 + 0.96 = 0.96 m Jari-jari saluran (Rs) : Rs = As / Os = 3.38 / 0.96 = 0,3 m Kemiringan dasar saluran (untuk pembilasan) : Is = Vs / ks / Rs 4/3 = 4 / 3600 / 0. = 0.0059 = 0.006 Panjang kantong lumpur : V = 9.86 m 3 V = 0.5 x b x L x 0.5 (Is-In) L x b 9.86 = 0.5 0 L 0.5 (0.006-0.00034) L 0 9.86 =.5L x 0.083 L L = 64.4 L = 65 m
DEBIT TERSEDIA (DEBIT ANDALAN) Debit Andalan adalah perhitungan ketersediaan air berdasarkan probabilitas 80 % terjadinya debit sungai. Untuk debit Andalan menggunakan metode analisis analisis Frekuensi Data Debit. Untuk menghitung debit tersedia pada suatu sungai yaitu dengan perhitungan dengan metode rangking. Cara perthitungan adalah sbb : Mengurutkan data debit setengah bulanan atau satu bulanan dari besar kekecil atau kecil kebesar Menghitung debit 80% terjadi dengan rumus (urutan dari besar kekecil) m P 00% n 0 Oktober 9.0 Nopember 34.60 Desember 30.96 Kapasitas pengambilan minimum 0%. Q, maka Q intake =. 5.637 = 6.764 m 3 /dt Q PLTMH = 3 m 3 /dt Q total = 6.764 + 3 = 9.764 m 3 /dt BANGUNAN PELENGKAP PLTMH Dengan Mengurutkan data debit setengah bulanan atau satu bulanan dari besar kekecil atau kecil kebesar Menghitung debit 80% terjadi dengan rumus (urutan dari besar kekecil) didapat rengking ke 0 yaitu dengan debit andalan : Tabel 9 Debit andalan per bulan No Bulan Debit andalan m3/detik Januari.3 Februari 0.6 3 Maret 0.34 4 April 4.70 5 Mei 5.65 6 Juni 5.99 7 Juli 4.90 8 Agustus 9.37 9 September 5.50 Gambar 8 master plan PLTMH Bangunan Pengambilan Bangunan pengambilan terletak di sisi kiri, direncanakan dengan konstruksi bangunan dari pasangan batu dilengkapi dengan
(satu) buah pintu baja. Berikut adalah data yang diperlukan untuk perhitungan intake: Debit desain (Q desain ) : 3 m 3 /dt Lebar intake :.5 m Koefisien manning (n): 0.03 Kemiringan (S) : 0.0005 (desain) Panjang Saluran : 50 m a. Luas penampang basah (A) A = b h A =.5 A =.5 m b. Keliling penampang basah (P) P = b + h Dengan cara coba-coba (trial and error) dapat diketahui kedalaman air, h =.8 m. Tinggi jagaan direncana dengan tinggi 30% m. Jadi tinggi total saluran intake adalah.8 + 0.5 =.3 m, Tinggi elevasi intake = +9.70, Kehilangan ketinggian akibat kemiringan = +9.70 (0.0005 50) = +9.67 m =.5 + = 3.5 m c. Jari-jari hidrolis (R) A.5 R = 0. 4 m P 3.5 d. Kecepatan aliran (V) V = n R /3 I / V = 0.03 V = 0.5684 m/dt e. Debit aliran (Q) Q = A V (0.4) /3 (0.0005) / Q =.5 0.5684 = 6.8 m 3 /dt Gambar 9 denah Saluran Pembawa Sedimen Trap Asumsi-asumsi : Diandaikan partikel yang ukurannya kurang dari 70 μm (70 x 0-6 ) terangkut sebagai sedimen layang. Diasumsikan bahwa air yang dialirkan mengandung 0.5 0 / 0 sedimen yang diendapkan dalam kantong lumpur. Suhu air yang dipakai sebesar 0 o C dengan diameter 00 μm atau 0.0 mm mempunyai kecepatan endap (w) = 0,006 m/dt. Rencana pembilasan dilakukan setiap 5 hari sekali. T = 5 x 4 x 3600 =.96.000 detik. Volume kantong lumpur :
V = 0.00005 x 0.80 x Qn x T = 0.00005 x 0.80 x 3 x.96.000 = 55.5 m 3 Luas permukaan rata-rata : LB = Qn / w = 3 / 0.006 = 500 m B = 6 m L = 83.33 = 85 m Penentuan in (Eksploitasi normal/ kantong sedimen hampir penuh) : Kecepatan normal diambil (Vn) = 0.40 m/dt Koef. Kekasaran strickler (ks) = 60.00 An = Qn / Vn = 6 / 0.40 = 7.5 m Dengan lebar rata-rata 6.0 m kedalam air (hn) adalah : hn = An / B = 7.5 / 6 =.5 m Keliling basah (On) : On = B + h = 0 +.5 =.5 m Jari-jari saluran (Rn) : Rn = An / On = 7.5 /.5 = 0.6 m Kemiringan dasar saluran (keadaan normal) : In = Vn / ks / R n4/3 = 0.40 / 60 / 0.6 4/3 = 0.000085 Gambar 0 denah Sedimen Trap Pipa Pesat (Penstock) 0.3 n Q d Hf 0.3 0.0 d 3 d 0.6 m L 3 0.875 0 0.875 Gambar desain pipa pesat PLTMH Saluran Pembuang (Tail race) Saluran pembuang akhir (tail race) direncanakan berbentuk segi empat dari pasangan batu. Kapasitas saluran direncanakan Debit desain (Q desain ) : 3 m 3 /dt Lebar intake :.5 m Koefisien manning (n): 0.03 Kemiringan (S) Panjang Saluran : 0.0005 (desain) : 0 m
a. Luas penampang basah (A) A = b h A =.5 A =.5 m b. Keliling penampang basah (P) P = b + h Dengan cara coba-coba (trial and error) dapat diketahui kedalaman air,h =.8 m. Tinggi jagaan direncana dengan tinggi 30% m. Jadi tinggi total saluran intake adalah.8 + 0.5 =.3 m =.5 + = 3.5 m c. Jari-jari hidrolis (R) A.5 R = 0. 4 P 3.5 d. Kecepatan aliran (V) m V = n R /3 I / V = 0.03 V = 0.5684 m/dt e. Debit aliran (Q) Q = A V (0.4) /3 (0.0005) / Q =.5 0.5684 = 6.8 m 3 /dt Perhitungan selanjutnya dilakukan secara tabelaris : Tabel 0 Perhitung dimensi penampang B H /n A P.5 76.9 3.5 3.5 R(/ 3) 0.06 S V Q 0.0 3 0.0 53 0. 579 Gambar Potongan Saluran pembuang Turbil PLTMH Prosedur penentuan tipe turbin yang dipakai pada perencanaan PLTHM Batang Tarusan ini adalah berdasarkan pada data-data tinggi jatuh (head) dan kapasitas debitair (Q). Kemudian sejauh mungkin kecepatan putar (n) ditentukan sama dengankecepatan putar generatornya agar dihasilkan PLTHM yang optimum. Dari putaran spesifik (ns atau nq), selanjutnya dapat ditentukan type turbin yang tepat untuk kondisitersebut. Dalam perencanaan turbin ini, data-data perencanaan yang diambil adalah.5.8 76.9 3.7 5. 0.65 44 0.0 3. 56 3.0 39 sebagai berikut :.5 76.9 3 3 5.5 0.66 75 0.0 3.4 8 3.4 448 Tinggi jatuh air (head) H = 3.0 M Jumlah turbin N = unit
Debit nominal aliran total Qt = 3 m³/det Putaran poros turbin n = 50 rpm Dengan mengambil harga efisiensi turbin sebesar 80 %, daya hidraulik air (Nh) yang tersedia dengan data-data perencanaan tersebut diatas dapat dihitung: sebagai berikut : KESIMPULAN Dari hasil Perencanaan Bendung Batang Tarusan Kabupaten Pesisir Selatan, penulis dapat mengambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:. Dari hasil analisa hidrologi berdasarkan, stasiun hujan Ladang Padi dan stasiun hujan Danau Diatas, maka di dapat debit p = η.ρ.q.g.h = 0.8 3 9.8 3. = 70.63 kwatt Harga kecepatan spesifik adalah : n S n H P 300 5 4 3 70.63 538.57 5 4 Jadi kebutuhan listik pada masyarakat pedesaan di dapat 450 Watt, dan Daya yang dihasilkan turbin sebesar 70.63 kwatt Sehingga Banyaknya rumah yang dapat dialirkan listrik yaitu : puncak banjir sebesar 094.8 m 3 /detik untuk periode ulang 00 tahun dengan menggunakan metode Rasional.. Tinggi mercu direncanakan setinggi 3.0 m dengan tipe mercu bulat dan kolam olak tipe USBR-III. 3. Untuk dapat mengalirkan air sebesar 6,764 m 3 /detik dari sungai Batang Tarusan ke Daerah Irigasi Sawah Laweh Tarusan dibutuhkan pintu pengambilan dengan lebar m dan tinggi bukaan.30 m. n Daya yang di hasilkan Kebutuhan Listrik 70.63000 450 4. Untuk perencanaan bangunan pelengkap PLTMH untuk saluran pembawa didapat 56 rumah Jadi banyaknya rumah yang dapat dialiri listik sebanyak 56 rumah dengan setiap rumah mendapat 450 Watt. Dengan kapasitas 70.63 kwatt dapat mengaliri 56 rumah, dengan setiap rumah mendapat 450 Watt. dimensi.5 x.3 m, untuk sendimen trap didapat 6 x.5 m dengan panjang 85 m dan menggunakan pipa pesat dengan ukuran 0.6 m. 5. Untuk PLTMH digunakan turbin Propeller dengan power dihasilkan 70.63 kwatt yang dapat digunakan untuk 56 rumah.
DAFTAR PUSTAKA Dietze, Fritz. 980. Turbin Pompa dan Kompressor. Jakarta: Erlangga Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum, Standar Perencanaan Irigasi Bangunan KP-0, Cetakan Pertama, Bandung, 986. Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum, Standar Perencanaan Irigasi Bangunan KP-04, Cetakan Pertama, Bandung, 986. Karmiana, I made. 0. Teknik perhitungan debit rencana bangunan air. Yogyakarta : Graha Ilmu. Mawardi, Erman. Memed, Moch. 00. Desain Hidraulik Bendung Tetap Untuk Irigasi Teknis. Bandung: Alfabet. Patty, O.F.994. Tenaga Air. Jakarta: Erlangga Triamodjo, Bambang. 008. Hidrologi Terapan. Yogyakarta: Beta Offset.