Minggu, 21 Desember 2008

Bendungan air


PERENCANAAN BANGUNAN

BENDUNG DAN IRIGASI

Salah satu usaha untuk meningkatkan produksi pertanian adalah dengan cara pemberian air yang cukup bagi keperluan tanaman. Akan tetapi persediaan air yang ada pada lahan kadang-kadang tidak mencukupi bagi tanaman dilahan tersebut. Untuk mengatasinya perlu dibangun bendung yang berfungsi untuk menaikan taraf muka air sungai agar dapat dialirkan kelahan yang letaknya lebih tinggi dari dasar aliran sungai tersebut.
Ditinjau dari segi sifat pelimpahan air, ada tiga jenis bendung yaitu, bendung tetap, bendung gerak dan kombinasi antara bendung tetap dan bendung gerak . Pada perencanaan ini yang dibahas adalah konstruksi bendung tetap.
Sebelum dimensi bendung ditetapkan terlebih dahulu harus dihitung debit banjir rencana yang akan menentukan untuk perhitungan kemampuan dan ketahanan bendung.

Perhitungan konstruksi bendung meliputi tipe mercu, lantai muka ( creep line ), penguras, sayap dan tanggul banjir sehingga bendung yang direncanakan memenuhi syarat keamanan, eksploitasi dan pemeliharaannya.

A.Elevasi Crest Bendung dan Ambang Intake

Untuk menentukan kebutuhan elevasi crest bendung maka kita harus mengetahui kebutuhan elevasi irigasi lahan yang terjauh,sehingga crest bendung yang kita design dapat memenuhi /mengalir sampai tempat terjauh yang kita rencanakan.

v Ada saluran sekunder 3 ( SS3 ) dibutuhkan elevasi sebesar + 60 m untuk dapat mengaliri lahan itu.

v Sedangkan pada saluran sekunder 2 ( SS2 ) dibutuhkan elevasi sebesar +60,5 m untuk dapat mengaliri lahan tsb.

v Maka kita harus mengambil elevasi yang terbesar yaitu pada SS2 sebesar +60,5 m.

v Sehingga elevasi pada Bangunan Bagi 2 adalah +60,5 m + kehilangan energi 0.2 m adalah +60,7 m.

Kemudian kita akan merencanakan elevasi pada bangunan bagi 1 ( BB )

v Pada saluran primer 2 adalah

60.7m + ( 0,001x 500m ) + 0,05 = +61,25 m

Elevasi di BB2 ditambah jarak saluran dikalikan kemiringan dan ditambah kehilangan energi disaluran gorong2.

v Sedangkan pada saluran SS1 didapatkan elevasi sebesar +61,25m

v Maka yang harus diambil adalah elevasi yang terbesar yaitu +61,25 m

v Jadi elevasi pada bangunan Bagi 1 adalah elevasi pada SS1 sebesar: +61,25m + kehilangan energi 0,2 m = +61,7 m.

Kebutuhan elevasi ambang intake :

+61,7 m + ( 0,001 + 300 ) + 0,2 = +62,2 m

Elevasi pada BB1 ditambah jarak saluran kali kemiringan tanah ditambah kehilangan energi.

Kebutuhan elevasi Crest bendung adalah :

+62,2 m + 0,1 m = +62,3 m

Jadi Untuk dapat mengaliri sawah/lahan yang direncanakan maka elevasi crest bendung adalah +62,3m.

B.Bendung Mercu Ogee


Dalam menentukan tinggi tinggi bendung mercu ogee maka kita dapat melakukan dengan cara trial & error sehingga didapatkan tinggi h1 sementara,kemudian h1 dimasukan rumus lagi untuk didapatkan h1 yang sebenarnya.Dibawah ini akan dibreakdown rumus-rumus yang diperlukan untuk menentukan h1 sementara.

Q = A.V

= A.1/n.R2/3 . I1/2

= A . 1/n . (A/P)2/3 . I1/2

A = ( b + m.h).h

= ( 29 + 0,7 h ) h

= 29h + 0,7h

P = b + 2h √(1+0.72) = 29 + 2h.1,22

= 29 + 2,44h

Dengan debit banjir rencana adalah 100m3/dt maka h1 :

Q = ( 29h + 0,7h2 ).1/0,03.((29h + 0,7h2)/( 29 + 2.44h )2/3 . 0.00041/2

Maka dengan cara trial & error didapatkan h1adalah : 2,7 m

A = ( 29 x 2.7) + (0.7 x2.7 )

= 80.19 M2

P = 29 + ( 2.44 x 2.7 )

= 35.588 M

V = Q/A

= 100/80.19

= 1.247 m/dt

Lebar Bendung = 1.2 x 29 = 34.8m direncanakan 35 m

Lebar pembilas = 1/10 x 35 = 3.5 m direncanakan 3.5 m

Direncanakan pembilas dengan 2 pintu , maka 2 pintu x 1.5 + 0.5 m ( pilar ) = 3.5 m

Lebar tubuh bendung tanpa pembilas dan pilar :

L = 35 m – ( 3 m + 2 x 1.5 m )

= 29 m

Lebar efektif bendung

Le = L - 3

Le = 29 - ( ( 3 x 0.001) + ( 1x 0.2 )H1

= 29 – 0.203 H1

Persamaan debit yang mengalir pada mercu ogee:

Q = Cd.2/3√2/3.g.Le.H11,5

100 = Cd .1,704.( 29 – 0,23 H1 ) H11,5

100 = Cd.( 49,416 H11.5 – 0,392 H12.5 )

Perkiraanawal Cd =1.3

Dengan cara trial & error didapatkan nilai H1= 1,353 m

Hd = H1 – V12/2g

= 1,353 – 1,247 2/( 2 X 9,8 )

= 1,274 m

C0 = 1.3 ( konstanta )

P/Hd = 1/1,274 = 0.785 dengan H1/Hd = 1,352/1,274 = 1,061 didapat grafik C1 = 0.985

Untuk muka hulu 1: 0.67 adalah C2 = 1,008.

Cd = C0 x C1 x C2 = 1,3 x 0,985 x 1,008 = 1,2907

Nilai Cd asunsi tidak sesuai dengan Cd perhitungan , maka perhitungan diulangkembali dengan memasukan nilai Cd yang baru .Dengan cara trial & error didapat nilai Cd = 1,2998,maka persamaan debit adalah:

Q = 1,2998 x ( 49,416H1 1.5 – 0,392 H1 2.5 ) ……….dimana Q adalah 100 m3

= 64,2309 H11.5 – 0,5095 H12.5

Dengan cara trial & error didapat H1 = 1.351 m

Hd = 1,351 – 1,247 2 /( 2 x 9,8 ) = 1,272 m

Leff = 29 – 0,23 ( 1,351) = 28,689 m

Bentuk mercu ogee muka hulu 1:0.67 , maka jari-jari pembentuk mercu

X1 = 0.214 Hd = 0,272 m

X2 = 0,115 Hd = 0,146 m

R1 = 0,220 Hd = 0,279 m

R2 = 0,480 Hd = 0,610 m